基本概念
定義
耐磨合金是為提高機械設備耐磨性而開發出的合金和某些典型摩擦副最常用的合金。應用廣泛，包括各類工具鋼、軸承鋼以及鑿岩、破碎機械用的高錳鋼和各類耐磨鑄鐵。
淬火的有鉻（Cr）、鎳（Ni）、钼（Mo）、銅（Cu）、矽（Si）、錳（Mn）、釩（V）、钛（Ti）、稀土（Re）、鎢（W）、硼（B）甚至有些有害元素在特定環境條件下為滿足特别需求，亦可稱為合金元素，如硫（S）、磷（P）等，耐磨合金鋼大緻分為奧氏體錳鋼、中鉻鋼、低合金鋼和石墨鋼五大類，分别适用不同工礦條件。
稀土耐磨合金化學成分表
如圖1所示：
主要分類
合金耐磨材料不同廠家成分不同，主要有以下合金耐磨材料：
1、鎳鉻合金耐磨材料；
2、碳化鉻合金耐磨材料；
3、高錳合金耐磨材料；
4、碳化鎢合金耐磨材料；
5、鎳鎢合金耐磨材料。
耐磨性比較
1、鎢鋼的顆粒越小，硬度越高，就越耐磨。
2、主要是看使用條件了，最耐磨的硬質合金材料可能脆性更大，所以也不一定能用。
3、硬質合金根據硬度韌性又分為多個型号、如yg8、yg15等、型号不對對使用壽命很大影響、你們家用的可能是高速鋼（峰鋼）裡邊含一點鎢成分但不是鎢鋼。
4、硬質合金是用粉末冶金工藝以碳化鎢為主體與钴或其它粘結金屬一起燒結而成的，其鎢含量一般在80%以上。
5、鎢鋼是硬質合金的一種。鎢鋼是用煉鋼工藝在鋼水中加入鎢鐵作鎢的原料熔煉而成的，又叫高速鋼或工具鋼，其鎢含量一般在15-25%。
主要品種
在耐磨合金鋼中，合金元素總量（Fe、C及有害元素和隐存元素）不得小于5%即稱為低合金鋼（5-10%為中合金鋼，10-15%為高錳鋼），低合金鋼的力學性能特别是硬度和韌性可以在很大的範圍内調整，可根據不同的使用條件，将強度、沖擊韌度和耐磨性能綜合考慮和匹配。隻要不因脆性而引起斷裂，其耐磨性随硬度的提高而增強。
通常低合金耐磨鋼以高強韌性、高硬韌性著稱。其強度和硬度高于耐磨錳鋼而在非大沖擊磨損工況可替代錳鋼；其塑、韌性高于耐磨鑄鐵，而在一定沖擊載荷的磨損工況，使用壽命高于耐磨鑄鐵。
耐磨剛加入合金元素的主要目的在于提高淬透性、強度、韌度和耐磨性。最常用的添加元素是Mo、Cr、Mn、Ni、和Si等。
耐磨低合金鋼的鑄造、焊接性能與其它低合金鋼相似，碳量高時焊接性能較差。低合金耐磨鋼，可按熱處理和含碳量分類。
水淬熱處理合金馬氏體耐磨鋼
W（C）=0.2%-0.35%的多元低合金鋼，經水淬和回火處理，硬度高，耐磨性好，具有較好的強韌性配合，使用中不易變形和斷裂，廣泛應用于挖掘機、裝載機及拖拉機的鬥齒、履帶闆，中小型颚闆、闆錘、錘頭，球磨機襯闆等。幾種水淬性的高強度馬氏體鑄鋼的牌号、化學成分與力學性能見表1.和表2。國外幾種水淬馬氏體耐磨鑄鋼的化學成分見表3（如圖2所示）。
油淬、空淬熱處理低合金馬氏體耐磨鋼
W（C）>0.35%的多元低合金鋼，依不同的合金含量經油淬（或空淬）熱處理并回火處理後，可得到強韌性較好、硬度高、耐磨性好的馬氏體鋼，用于球磨機襯闆，中小型颚闆、錘頭、闆錘等。但這類鋼的韌度低于前述W（C）=0.20%-0.35%水淬熱處理的低合金馬氏體鋼，因此其應用時必須考慮工況的沖擊載荷。
幾種油淬或空淬的高強度馬氏體鑄鋼的化學成本、硬度與特性，力學性能，國外典型的油淬高強度鉻钼馬氏體耐磨鋼的化學成本與前者相差無幾。
正火熱處理低合金珠光體耐磨鋼
W（C）=0.55%-0.9%的高碳鉻錳钼鋼，經正火和回火熱處理可得到珠光體基體。鉻錳珠光體耐磨鋼具有好的韌度和抗沖擊疲勞性能，高的加工硬化能力；并因隻含有較少的不昂貴的合金元素且不需經過複雜的熱處理而具有較低的生産成本。
高碳鉻錳钼珠光體耐磨鑄鋼用于一定沖擊載荷的磨料磨損工況，如E型磨煤機的空心魔球及球磨機襯闆。有代表性的是高碳鉻錳钼珠光體耐磨鑄鋼。
從鉻钼珠光體耐磨鋼襯闆與高錳鋼、鉻钼馬氏體耐磨鋼襯闆在φ2.7m钼礦球磨機中耐磨性對比試驗中可見鉻钼珠光體耐磨鋼襯闆的使用壽命高于高錳鋼，低于555-601HBW的鉻钼馬氏體耐磨鋼襯闆；即使珠光體鋼襯闆硬度較低但使用壽命高于480℃回火的馬氏體耐磨鋼襯闆。
耐磨碳鋼
碳鋼的耐磨性主要是借表面硬化而獲得的。W（C）>0.35%的碳鋼，通常采用表面感應淬火或火焰淬火；低碳鋼則可用滲碳、滲氮或碳氮共滲等工藝提高耐磨性。随着硬度的提高，其耐磨性也相應增強。
在耐磨碳鋼中，W（C）=0.4%-0.70%的碳鋼占有重要地位，美國的鑄鋼火車輪就是用W（C）=0.4%-0.70%的碳鋼制造的。
鑄造石墨鋼
鑄造石墨鋼是超高碳共析鋼，經過适當的熱處理後，一部分碳以石墨的形式析出，因而具有鑄鋼和鑄鐵的綜合性能。由于存在遊離石墨，這種鋼是一種耐磨擦磨損的結構材料。現石墨鋼多用于制造冶金軋輥，如初軋或粗軋作業的軋輥，因為少量的石墨可以提高軋輥的抗熱裂性能和抗氧化鐵皮粘附性能。
應用
合金鋼已有一百多年的曆史了。工業上較多地使用合金鋼材大約是在19世紀後半期。當時由于鋼的生産量和使用量不斷增大，機械制造業需要解決鋼的加工切削問題，1868年英國人馬希特(R.F.Mushet)發明了成分為2.5%Mn-7%W的自硬鋼，将切削速度提高到5米/分。随着商業和運輸的發展，1870年在美國用鉻鋼(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度為158.5米的大橋；由于加工構件時發生困難，稍後，一些工業國家改用鎳鋼(3.5%Ni)建造大跨度的橋梁。與此同時，一些國家還将鎳鋼用于修造軍艦。随着工程技術的發展，要求加快機械的轉動速度，1901年在西歐出現了高碳鉻滾動軸承鋼。1910年又發展出了18W-4Cr-1V型的高速工具鋼，進一步把切削速度提高到30米/分。可見合金鋼的問世和發展，是适應了社會生産力發展的要求，特别是和機械制造、交通運輸和軍事工業的需要分不開的。
20世紀20年代以後，由于電弧爐煉鋼法被推廣使用，為合金鋼的大量生産創造了有利條件。化學工業和動力工業的發展，又促進了合金鋼品種的擴大，于是不鏽鋼和耐熱鋼在這段期間問世了。1920年德國人毛雷爾(E.Maurer)發明了18-8型不鏽耐酸鋼，1929年在美國出現了Fe-Cr-Al電阻絲，到1939年德國在動力工業開始使用奧氏體耐熱鋼。第二次世界大戰以後至60年代，主要是發展高強度鋼和超高強度鋼的時代，由于航空工業和火箭技術發展的需要，出現了許多高強度鋼和超高強度鋼新鋼種，如沉澱硬化型高強度不鏽鋼和各種低合金高強度鋼等是其代表性的鋼種。60年代以後，許多冶金新技術，特别是爐外精煉技術被普遍采用，合金鋼開始向高純度、高精度和超低碳的方向發展，又出現了馬氏體時效鋼、超純鐵素體不鏽鋼等新鋼種。國際上使用的有上千個合金鋼鋼号，數萬個規格，合金鋼的産量約占鋼總産量的10%，是國民經濟建設和國防建設大量使用的重要金屬材料。
合金鋼的主要合金元素有矽、錳、鉻、鎳、钼、鎢、釩、钛、铌、锆、钴、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、钛、铌、锆等在鋼中是強碳化物形成元素，隻要有足夠的碳，在适當條件下，就能形成各自的碳化物，當缺碳或在高溫條件下，則以原子狀态進入固溶體中；錳、鉻、鎢、钼為碳化物形成元素，其中一部分以原子狀态進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體；鋁、銅、鎳、钴、矽等是不形成碳化物元素，一般以原子狀态存在于固溶體中。合金鋼的分，一般分類合金鋼種類很多，通常按合金元素含量多少分為低合金鋼（含量10%）；按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼；按特性和用途又分為合金結構鋼、不鏽鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼（如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼）等。
在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的矽、錳、磷、硫元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有矽、錳、钼、鎳、硌、礬、钛、铌、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼。各國的合金鋼系統，随各自的資源情況、生産和使用條件不同而不同，國外以往曾發展鎳、硌鋼系統，我國則發現以矽、錳、釩、钛、铌、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統合金鋼在鋼的總産量中約占百分之十幾，一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類，它們是：合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不鏽鋼、耐熱不起皮鋼，電工用矽鋼。
