工程机械常用材料的性能分析
挖掘机和装载机的铲斗刀板在挖掘或装载作业中直接与物料接触，主要承受摩擦力及冲击力的共同作用，结果产生磨损。

因而要求刀板材料既要有较高的强度、韧性和耐磨性，从装配要求来看，还要有较好
的可焊性。

１材料种类
国内外装载机、挖掘机铲斗主刀板、侧板所用材料种类较多，主要有合金铸钢ＺＧ２５ＣｒＭｎＭｏ（２５ХГＭ）、低合金结构钢Ｑ３４５－Ｂ、１６Ｍｎ（ＳＨＴ４９０）、高强度结构钢ＷＨ６０、ＨＱ６０Ａ（ＫＷＦ５８Ｈ）、优质碳素钢５０Ｍｎ、合金结构钢３５Ｍｎ２（ＳＭｎ４３３Ｈ－１）及２０Ｍｎ２Ｂ（ＨＡＲＤＯＸ４００）等，括弧内所列为相当的国外钢号。

它们的化学成分及力学性能如表１所列。

２材料性能分析
２．１材料的焊接性能
通常，在实际生产中都用碳当量（Ｃｅｑ）值的大小来评估焊接性能的好坏。

根据碳当量公式Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ/６＋Ｎｉ＋Ｃｕ/１５＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ/５可计算出各材料的碳当量，如表１所示。

根据表１中各材料的碳当量，可以看出除１６Ｍｎ外其它钢种的焊接性能都较差，相对而言其中焊接性能最好的是ＳＨＴ４９０、Ｑ３４５－Ｂ，较好的是２０Ｍｎ２Ｂ、ＨＡＲＤＯＸ４００，其次的是１５ＣｒＭｎ、ＬＨ６９０、ＷＨ６０、ＨＱ６０Ａ、ＫＷＦ５８Ｈ、ＺＧ２５ＣｒＭｎＭｏ，焊接时均需预热；焊接性能一般的是３５Ｍｎ２、ＳＭｎ４３３Ｈ－１，焊前需进行预热，焊接性能较差的是５０Ｍｎ、ＳＣＭｎＭｏＨ，具有过热敏感性，容易产生裂纹和脆裂。

２．２材料的综合力学性能分析
从各材料的抗拉强度可以看出在上述材料中以ＨＡＲＤＯＸ４００、２０Ｍｎ２Ｂ等的σｂ、σｓ性能最好，而从化学成份分析，含碳、锰量低，金属组织硬度低，不耐磨，２０Ｍｎ２Ｂ需经表面渗碳淬火处理来提高表面硬度，但渗层薄，不能做长期耐磨零件。

SMn433H-1、35Mn2具有一定的耐磨性及韧性，缺点是焊接性能较差，对焊接工艺要求严格，有一定的焊接难度。

50Mn钢，碳、锰含量较高，有较高的强度和一定的硬度及一定的耐磨性，缺点是焊接时有冷裂倾向，焊接性能很差。

WH60（河南舞阳钢铁公司研制）、HQ60A（鞍山钢铁公司研制）属我国根据市场需要自行研制的60 ｋｇ级（实际５８ｋｇ）工程机械用焊接结构钢板，它含Ｍｎ量较高，并加入了一些其它有益于细化晶粒的合金元素，细化了金相组织，具有较高的综合力学性能，既有较高的强度又有较好的焊接性能，可以和日本的ＫＷＦ５８Ｈ媲美，可替代进口钢板而广泛用于工程机械中需要耐磨又要有一定的综合力学性能的工件上。

Ｑ３４５－Ｂ为低合金结构钢，钢的抗拉强度、抗疲劳强度及综合力学性能均优于同等含量的普通碳素钢，焊接性及低温韧性、冷冲压及切削性能都很好，缺点是碳含量低，耐磨性差，作为要求高耐磨的主刀板并不适用。

铸钢ＺＧ２５ＣｒＭｎＭｏ的力学性能较好，耐磨性及抗压强度较高，它作为我公司ＺＬ３０、ＺＬ４０、ＺＬ５０装载机铲斗主刀板材料，在三包期内未出现返修事故，可靠性较好。

３结论
通过分析比较，ＷＨ６０、ＨＱ６０Ａ钢板及ＺＧ２５ＣｒＭｎＭｏ铸钢较适合于挖掘机、装戴机铲斗主刀板、侧板材料，我公司通过对ＷＨ６０钢板在装载机及挖掘机铲斗上的试用，既解决了用５０Ｍｎ焊接性能不好，易产生裂纹及脆性断裂的问题，又解决了用普通低合金结构钢不耐磨的问题，取得了比较
理想的效果。