(1) سلسلة الفولاذ الأوستنيتي عالي المحتوى من المنغنيز

يبلغ صلابة سطح الفولاذ العادي عالي المحتوى من المنغنيز، المستخدم في بطانات المطاحن، حوالي HB 350 فقط مع عمق طبقة صلبة أقل من 0.2 مم، وذلك بسبب ضعف قوة الصدم. ونتيجة لذلك، فإنه عرضة للتآكل الناتج عن الحفر والقطع بفعل المادة. وفي الوقت نفسه، وبسبب انخفاض مقاومة الخضوع، فإنه عرضة للتدفق البلاستيكي والتشوه الانتفخي، وأحيانًا حتى لتمزق مسامير البطانة. وعند استخدامه في الأغشية الوسيطة وألواح الشبكات، غالبًا ما يتسبب التدفق البلاستيكي للفولاذ عالي المحتوى من المنغنيز في انسداد فتحات الشبكة أو تضييقها، مما يؤثر على الإنتاج.

ومع ذلك، فإنه لا يزال مستخدمًا بفضل صلابته الجيدة وسلامته التشغيلية. وللحفاظ على صلابته العالية مع تحسين مقاومة الخضوع، والصلابة الأولية، ومعدل التصلب الناتج عن التشغيل، تم تطوير أنواع مختلفة من الفولاذ المعدل عالي المحتوى من المنغنيز. بالنسبة للمكونات مثل الأغشية والشبكات في المطاحن الكبيرة والمتوسطة، يجب أن تتجه الصناعة نحو استخدام أنواع الفولاذ عالي المنغنيز المخلوط عالي القوة للغاية، والتي تتميز بالموثوقية وتوفر عمرًا تشغيليًا أطول بشكل ملحوظ. تستخدم بعض المصانع الصغيرة والمتوسطة الفولاذ متوسط المحتوى من المنغنيز، أو الفولاذ عالي المحتوى من المنغنيز، أو حتى ما يُسمى بالفولاذ عالي المحتوى من المنغنيز المصبوب مباشرةً والمبرد بالماء، مع تحقيق نتائج ملحوظة، ولكن يجب ضمان جودة المنتج.

(2) فولاذ متعدد السبائك متوسط الكربون

يتميز الفولاذ متعدد السبائك متوسط الكربون بمحتوى كربوني يقع في النطاق المتوسط، وهو مُسبَّك بالكروم بنسبة 4%–6%، والموليبدينوم بنسبة 0.4%–0.8%، وعناصر السبائك الدقيقة مثل V، وTi، وRe. وبعد المعالجة الحرارية بالتبريد الهوائي والتلطيف، تتكون البنية المجهرية من مارتنسيت مُلطّف مع كربيدات متناثرة، مما يحقق صلابة تتراوح بين HRC 48–56، وصلابة صدمية تتراوح بين 15–25 جول/سم²، وقوة شد ≥ 10 ميجا باسكال. وقد استُخدمت هذه البطانات في البطانات المتدرجة العادية، والبطانات اللولبية الزاوية، والبطانات المحززة، والبطانات الموفرة للطاقة ذات الشكل الزائدي والحز الخلقي في عشرات المطاحن الكبيرة والمتوسطة والصغيرة، وحققت جميعها عمرًا تشغيليًّا أطول بمقدار 1–2 مرات مقارنةً بالبطانات المصنوعة من الفولاذ عالي المنغنيز مع نتائج جيدة.

شهدت البطانات المصنوعة من سبائك الفولاذ المختلفة تطوراً ملحوظاً في السنوات الأخيرة. يمكن أن تصل الفولاذات منخفضة الكربون ومنخفضة السبائك، بعد المعالجة الحرارية بالتبريد بالماء أو الزيت، إلى صلابة تبلغ حوالي HRC 50، ولكن نظرًا لأن محتوى الكروم يبلغ حوالي 2%، فإن الكربيدات الموجودة في البنية المجهرية قليلة، وبالتالي فإن تحسن مقاومة التآكل محدود. كما أن التحكم غير السليم في التبريد بالماء قد يؤدي إلى حدوث تشققات. يمكن للفولاذ عالي الكربون ومتوسط وعالي السبائك أن يحقق صلابة تزيد عن HRC 50 عن طريق التبريد بالهواء وحده، لكن صلابته منخفضة نسبيًا، مما يحد من نطاق تطبيقه. لذلك، فإن تطوير أنواع الفولاذ متوسطة الكربون ومتوسطة السبائك يمثل اتجاهًا واعدًا لمواد بطانات المطاحن.

(3) الحديد الزهر (الصلب) عالي الكروم والحديد الزهر (الصلب) متوسط الكروم

في ستينيات القرن العشرين، بدأت الدول الأجنبية في استخدام الحديد الزهر (الصلب) عالي الكروم الذي يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل في تصنيع بطانات المطاحن. ونظرًا لأن هيكل البطانة كان يتألف من كتل مربعة صغيرة ذات فتحة مسمار واحدة، لم يكن التشقق مشكلة كبيرة. في السبعينيات، أدخلت مؤسسات مثل جامعة شيان جياوتونغ ومعهد شنيانغ لأبحاث صناعة المسبوكات مواد عالية الكروم إلى الصين لتصنيع بطانات المطاحن. ومع ذلك، نظرًا لأن بطانات المطاحن المحلية للمطاحن التي يتراوح قطرها بين 1.83 و3.5 متر كانت في الغالب عبارة عن شرائح طويلة ذات فتحتين للمسامير واختلافات كبيرة في السماكة، فقد أدى ذلك إلى تقييد استخدامها. وعلى مر السنين، سعت وحدات البحث بنشاط إلى استكشاف طرق لتحسين المتانة من خلال تعديل التركيب والمعالجة الحرارية، وتقليل محتوى الأوستينيت المحتفظ به في البنية المجهرية إلى أدنى حد. وقد حقق تطبيقها في المطاحن متوسطة الحجم التي يتراوح قطرها بين 2.2 و3.0 متر نجاحًا نسبيًا. ومع ذلك، فإن المحتوى العالي من الكروم والموليبدينوم والعناصر الأخرى، إلى جانب ارتفاع تكاليف الإنتاج والبيع، قد حد من تصنيعها واستخدامها. وفي السنوات الأخيرة، تم أيضًا تطوير الحديد الزهر متوسط المحتوى من الكروم لاستخدامات معينة. وعند استخدام الحديد الزهر (الصلب) عالي المحتوى من الكروم في مصانع التعدين ومطاحن الخام التي تعمل بالعملية الرطبة في صناعة الأسمنت، فإن مقاومته للتآكل لم تعد متميزة بسبب التأثير التآكلي لوسيلة الطحن.