Рекламодатель: АО «ММЗ» / ИНН 4909001369 / erid:2SDnjehJcpk
реклама 16+
АО «ММЗ» / ИНН 4909001369 / erid:2SDnjehJcpk

Сравнительная оценка абразивной износостойкости сталей для футеровки рабочих органов выемочно-транспортирующих машин

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-48-53

Читать на русскоя языке С.Ю. Кувшинкин, Д.С. Москвина, С.А. Самусевич
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №4S/ 2026 стр. 48-53

Резюме: Статья посвящена исследованию абразивной износостойкости сталей и обоснованию выбора материала для изготовления и футеровки рабочих органов выемочно-транспортирующих машин, работающих в условиях преимущественно абразивного воздействия. Актуальность исследования заключается в потребности горнодобывающих и машиностроительных предприятий в научно обоснованных рекомендациях по импортозамещению широко применяющейся в настоящее время шведской износостойкой стали Hardox, а также в отсутствии в открытой литературе достаточных количественных данных, позволяющих обосновать выбор альтернативного материала. Экспериментальные исследования проводились на лабораторном круге истирания ЛКИ-3 по схеме трения с закрепленным абразивом. Испытывались образцы сталей Hardox, 110Г13Л (Гадфильда), Magstrong, NM и У8. Особое внимание было уделено установлению и анализу зависимости истираемости от времени, а также расчету линейной скорости изнашивания и удельной работы трения. На основе полученных результатов установлено, что наибольшую износостойкость показала сталь У8, однако её хрупкость исключает применение в деталях, воспринимающих в том числе и ударные нагрузки. В то же время сталь Гадфильда в отсутствие наклепа показала наихудший результат. Стали Hardox, Magstrong и NM продемонстрировали близкие друг к другу результаты, что позволяет рекомендовать российскую сталь Magstrong и китайскую сталь NM как материал для футеровки рабочих органов выемочно-транспортирующих машин, эксплуатируемых преимущественно в условиях абразивного изнашивания.

Ключевые слова: выемочно-транспортирующие машины, рабочие органы, сталь, абразивное изнашивание, износостойкость стали, истираемость стали, скорость истирания

Благодарности: Исследование выполнено в соответствии с государственным заданием FSRW-2026-0003 «Исследование процессов комплексного освоения недр Земли и глубокой переработки георесурсов».

Для цитирования: Кувшинкин С.Ю., Москвина Д.С., Самусевич С.А. Сравнительная оценка абразивной износостойкости сталей для футеровки рабочих органов выемочно-транспортирующих машин. Горная промышленность. 2026;(4S):48–53. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-48-53

Информация о статье

Поступила в редакцию: 05.06.2026

Поступила после рецензирования: 29.07.2026

Принята к публикации: 10.08.2026

Информация об авторах

Кувшинкин Сергей Юрьевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры машиностроения, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-2037-5753; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Москвина Даяна Сергеевна – студент группы ИТО-22, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

Самусевич Софья Алексеевна – студент группы ИТО-22, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

Список литературы

1. Fernández J.E., Vijande R., Tucho R., Rodrı́guez J., Martı́n A. Materials selection to excavator teeth in mining industry. Wear. 2001;250(1-12):11–18. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(01)00624-X

2. Набиев Э.С., Каххаров С.К. Однослойная наплавка зубьев ковшей экскаватора. Черные металлы. 2023;(4):34–38. https://doi.org/10.17580/chm.2023.04.06

3. Ермаков Б.С., Вологжанина С.А., Ермаков С.Б., Швецов О.В. Причины ускоренного выхода из строя коронок ковшей экскаваторов при эксплуатации в условиях Арктических регионов. Черные металлы. 2024;(9):37–43. https://doi.org/10.17580/chm.2024.09.06

4. Шешукова Е.И., Шибанов Д.А., Иванов С.Л., Салимов А.Э. Оценка нагрузок приводов рабочего оборудования карьерного экскаватора (часть 3). Горная промышленность. 2025;(2):132–138. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-132-138

5. Казаков Ю.А., Козачков Г.С. Технологические требования к процессу измельчения экскавированного органогенного сырья. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(12-3):85–99. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2025_123_0_85

6. Chen X., Zhang L., Li W., Wang Z., Zhang Z., Gao T., Liu W. Analysis of dynamic wear characteristics of joint contact friction pair of excavators working device. Lubricants. 2024;12(4):113. https://doi.org/10.3390/lubricants12040113

7. Bolobov V.I., Chupin S.A., Le-Thanh B. Influence of pick blunting on hydraulic breaker capacity in fracture of granite blocks. Eurasian Mining. 2023;(2):100–103. https://doi.org/10.17580/em.2023.02.22

8. Kuvshinkin S., Ivanova P. Impact analysis of bucket capacity and boom length of mining excavators on hoisting mechanism life. E3S Web of Conferences. 2021;326:00032. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202132600032

9. Wang Z., Sun L., Wang D., Song B., Liu C., Su Z. et al. Abrasive wear properties of wear-resistant coating on bucket teeth assessed using a dry sand rubber wheel tester. Materials. 2024;17(7):1495. https://doi.org/10.3390/ma17071495

10. Атрощенко В.А., Авксентьев С.Ю., Махараткин П.Н., Труфанова И.С. Экспериментальная гидротранспортная установка для определения стойкости материалов трубопроводов и деталей грунтовых насосов к гидроабразивному износу. Обогащение руд. 2021;(3):39–45. https://doi.org/10.17580/or.2021.03.07

11. Klevtsov V.A., Timofeev D.Yu., Khalimonenko A.D. Improved design of manufacturing processes for mining machines: basing concepts. Russian Engineering Research. 2023;43(11):1367–1375. https://doi.org/10.3103/S1068798X23110151

12. Казанин О.И., Ильинец А.А. Обеспечение устойчивости выемочных выработок при подготовке выемочных участков пологих угольных пластов тремя выработками. Записки Горного института. 2022;253:41–48. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.1

13. Koptev V.Yu., Kopteva A.V., Ivanova T.S. Directions for the development of transport machines for open-pit mining. Journal of Applied Engineering Science. 2021;19(1):137–141. https://doi.org/10.5937/jaes0-28708

14. Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Qin R.S., Peregudov O.A., Aksenova K.V., Semina O.A. Degradation of structure and properties of rail surface layer at long-term operation. Materials Science and Technology. 2017;33(12):1473–1478. https://doi.org/10.1080/02670836.2017.1287983

15. Reshetnyak S.N., Zotov V.V., Kuziev D.A., Kozlova O.Yu. Enhancing performance efficiency of electric consumers within surface infrastructure of coal mines. Eurasian Mining. 2025;(1):100–104. https://doi.org/10.17580/em.2025.01.20

16. Voronov Yu., Voronov A. Functional quality criterion of rock handling mechanization at open-pit mines. E3S Web of Conferences. 2017;21:03003. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20172103003

17. Ivanov Y., Gromov V., Konovalov S., Kormyshev V., Aksenova K., Teresov A. Structure and properties of strengthening layer on Hardox 450 steel. Materials Science and Technology. 2017;33(17):2040–2045. https://doi.org/10.1080/02670836.2017.1343231

18. Singla S., Kang A.S., Grewal J.S., Cheema G.S. Wear behavior of weld overlays on excavator bucket teeth. Procedia Materials Science. 2014;5:256–266. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.265

19. Воронов А.Ю., Хорешок А.А., Воронов Ю.Е., Дубинкин Д.М., Воронов А.Ю. Оптимизация параметров экскаваторно-автомобильных комплексов разрезов. Горная промышленность. 2022;(5):92–98. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-5-92-98

20. Pei Y.C., Xia D.X., Cong L., Wang X.L., Wang S.R., Wang D.Y. Comparison of sliding wear properties of 400 grade low alloy wear-resistant steels with different microstructure. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;727:012002. https://doi.org/10.1088/1757-899X/727/1/012002

21. Zemlik M., Konat Ł., Leśny K., Jamroziak K. Comparison of Abrasive wear resistance of Hardox steel and Hadfield cast steel. Applied Sciences. 2024;14(23):11141. https://doi.org/10.3390/app142311141

22. Babyr N.V., Kuziev D.A., Sazankova E.S., Dobler M.O. Influence of cyclic impacts of powered roof support on weakening of immediate roof rocks. Eurasian Mining. 2026;(1):14–19. Available at: https://www.rudmet.ru/journal/2523/article/41017/ (accessed: 17.04.2026).

23. Болобов В.И., Бочков В.С., Ахмеров Э.В., Плащинский В.А., Кривокрисенко Е.А. О влиянии поверхностного упрочнения на ударно-абразивную износостойкость стали Гадфильда. Упрочняющие технологии и покрытия. 2020;16(6):252–255.

24. Мотовилина Г.Д., Садкин К.Е., Хлусова Е.И., Исследование износостойкости листового проката из стали Magstrong H500 и материала наплавок на детали из низкоуглеродистой стали, предназначенные для рыбопромыслового флота. В кн.: Скотникова М.А., Попович А.А. (ред.) Интеллектуальная трибология в машиностроении: BALT TRIBO 2025: сб. ст. Всерос. науч. конф. с междунар. участием, г. Санкт-Петербург, 19–20 июня 2025 г. СПб.: Политех-Пресс; 2025. С. 97–105. https://doi.org/10.18720/SPBPU/2/id25-52

25. Shilyaev P.V., Bogach D.I., Krasnov M.L., Kornilov V.L., Stekanov P.A., Schastlivtsev V.M. et al. Mechanical properties and structural state of rolled sheets from high-strength wear-resistant weldable steel H500 Magstrong. Metal Science and Heat Treatment. 2021;62(11-12):664–668. https://doi.org/10.1007/s11041-021-00620-w

26. Liu J., Liu D., Zuo X., Liu L., Yan Q. Influence of TiN inclusions and segregation on the delayed cracking in NM450 wear-resistant steel. Metals. 2022;12(1):21. https://doi.org/10.3390/met12010021

27. Li G., Lu S., Ren J., Zhou Z. Through-thickness inhomogeneity of microstructures and mechanical properties in an as-quenched thin specification high strength NM450TP steel plate. Applied Sciences. 2023;13(12):7017. https://doi.org/10.3390/app13127017

28. Huang X.-X., Shen Y.-H., Jin S.-Y., Shi B.-Q. High-temperature wear performance and mechanism of NM400/NM500 mining machinery steels. Gongcheng Kexue Xuebao / Chinese Journal of Engineering. 2019;41(6):797–808. (In Chinese). https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.012

29. Rajput A.S., Das S. A machine learning approach to predict the wear behaviour of steels. Tribology International. 2023;185:108500. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108500

30. Kuskildin R.B., Vatlina A.M. Method of accelerated industrial testing of hydroabrasive wear of polymer coatings of steel pipes. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1728:012029. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1728/1/012029

31. Machado P.C., Pereira J.I., Sinatora A. Subsurface microstructural dynamic recrystallization in multiscale abrasive wear. Wear. 2021;486-487:204111. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.204111

32. Chintha A.R. Metallurgical aspects of steels designed to resist abrasion, and impact-abrasion wear. Materials Science and Technology. 2019;35(10):1133–1148. https://doi.org/10.1080/02670836.2019.1615669

33. Lukšić H., Rodinger T., Rede V., Švagelj Z., Ćorić D. Comparative analysis of microstructure and properties of wear-resistant structural steels. Materials. 2025;18(17):4002. https://doi.org/10.3390/ma18174002

34. Tressia G., Penagos J.J., Sinatora A. Effect of abrasive particle size on slurry abrasion resistance of austenitic and martensitic steels. Wear. 2017;(376-377):63–69. https://doi.org/10.1016/j.wear.2017.01.073

35. Киянец А.В. Исследование истираемости сталефибробетона. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2018;(4):53–57. https://doi.org/10.14529/build180408