我国第一个球磨机衬板中合金变质耐磨铸钢发明专利ZG42Cr2MnSiMoCe钢衬板装机于河北省冀东水泥厂ф4.5×15．11m水泥磨第一仓进行工业性试验,实际应用寿命为96360时(即11年),磨耗为1.57克/吨水泥,使用效果良好,材质性能优异,是一种适合国情的大型球磨机衬板新材料。
我国改革开放以来，金属耐磨材料取得突飞猛进的发展。1984年原建材部科技司对水泥装备的开发项目中单列了球磨机衬板专项，向中国建材机械联合公司安排后下达给唐山水泥机械厂攻关任务。并邀请日产4000t水泥的河北省冀东水泥厂参加针对该厂ф4.5m×15.11m水泥磨筒体为攻关目标。唐山水泥机械厂王定祥担任组长，由冶炼、铸造、热处理工程师贾存玉等4人，冀东水泥厂派工程技术人员李勇涛等5人，一共10人组成攻关小组，并邀请中国农业机械化化学科学研究院周平安教授级高工及北京钢铁研究总院王洪发教授级高工技术顾问参加研制工作。
ZG42Cr2MnSi2MoCe钢衬板于1985年5月16日部分装机于河北省冀东水泥厂4.5×15．11m球磨机第一仓与日本KX601衬板进行工业性对比试验，在第一仓中段该衬板与日本衬板各16块，拼成四方型。在实际运转2620小时对磨耗进行测定，该衬板的磨耗量为1.57克／吨水泥，而日本衬板的磨耗量为2.5克／吨水泥。在l998年l2月1日经磨损失效换下，使用十三年，实际运转96360小时(十一年)，在运转期间无断裂。
在l986年12月26日通过的部级鉴定结论为该衬板主要技术指标达到和超过日本同类产品技术水平，价格远低于日本同类产品。衬板的选材和生产工艺符合国内条件；其技术性能适应4米以上水泥磨第一仓工况要求，填补了国内空白，国内领先，为进口的大型水泥磨机衬板立足国内迈出一大步，并为国内大型球磨机衬板材质改进提供了方向。
中合金变质耐磨铸钢ZG42Cr2MnSi2MoCe钢是唐山水泥机械厂研究成功的一个大型球磨机衬板钢。中合金变质耐磨铸钢获国家发明专利，专利号为87103727，第一发明人王定祥。是国家建材局与《七五》重点攻关项目《研究提出各种规格球磨机衬板选材的指导性文件》为大型球磨机衬板材质的选定与推广材质。该发明专利荣获河北省发明智慧奖、该产品荣获唐山市新产品奖、河北省新产品奖和全国铸造产品《金鼎奖》。2010年11月在广州审查通过的"耐磨钢铸件"国家标准中ZG42Cr2Si2MnMo钢即此钢种。
经过二十多年对大型球磨机衬板在全国推广应用证明，该材质耐磨性能优异，生产成本低廉、制造成熟，使用性能可靠，经济效益和社会效益显著。
1化学成分设计
大型球磨机粗磨仓，物料颗粒大、磨球平均直径大、冲击功大。 要求筒体衬板材质具有高硬高和高切性，良好的抗磨损性能。资源立足国内，生产成本不高。生产工艺简便易行，综合经济效益显著。按磨损失效原理，衬板硬度应为水泥熟料硬度的0.8倍以上，耐磨性能才好。熟料硬度一般按HV600计算，则衬板直、应达到HV480，换算成洛氏硬度为HRC47以上。这样耐磨性能才能大幅度提高。为达到这些性能，我们把金相组织定为回火马氏体。
基金项目：国家建材局{原建材部}（84）材机字第10号文“大型球磨机新材质”新产品开发项目。
作者介绍：王定祥，湖南长沙人，教授级高级工程师。现任青岛华昆港机耐磨铸钢有限公司总工。曾任青岛市机械研究所技术开发部主任及唐山水泥机械厂主任工程师。现为中国金属学会耐磨材料学术委员会委员，中国机械工程学会失效分析专家，发表论文70多篇。从事金属耐磨材料研究、开发与应用。
碳：碳是钢中影响各项性能的主要元素。在一定范围内，含碳量增加，强度、硬度和耐磨性增加，而韧性下降。从含碳量来说，耐磨钢可以分为三类：高碳0.7%一1.2％，中碳0．35％一0.65％，低碳0.25％一0.35％一般而言，高碳耐磨钢耐磨性好而脆性大，低碳耐磨钢韧性好但耐磨性欠佳。因此，找们将碳取在中限，以保证在具有较高的韧性同时，既具有较高的硬度，又具有良好的耐磨性，确定碳量为0.38％一0.48％。
铬：铬能显著提高钢的淬透性，并固溶强化基体,提高钢的耐磨性。铬还能细化晶料和提高钢的回火稳定性。铬量的确定与衬板尺寸和热处理工艺有关，确定铬量为l.80%一2 20％。
锰：锰在钢中能提高淬透性及强度。锰的含量超过1％时显著增加残余奥氏体量，并增大钢的过热倾向和增大回火脆性倾向。考虑到两方面的因素确定锰的含量为0.80％一1.10％。
硅：硅有显著的固溶强化作用，并使钢的回火脆性温度移向高温，这就使钢回火温度提高，获得较高的韧性。硅的加人对Ms点及残余奥氏体含量基本无影响。确定硅量为1.50％-1．80％。
钼：加人适当的钼在于提高钢的淬透性、同火稳定性以及细化晶料，钼还有抑制回火脆性的作用．改善冲击韧性。
稀土铈：加入微量的稀上铈在于改善夹杂物形态，使大的多角形夹杂物改变为均匀分布少量的圆形的夹杂物。净化晶界、细化晶粒．提高韧性及耐磨性。
综上所述，化学成分设计如表1。
表1 化学成分（质量分数%）