对优化粉碎装置构件年限的解析和研究

　　合金材料化学分析在高锰钢中，碳含量自1.0%增到1.5%，表面硬化后的硬度增加，耐磨性可提高3倍左右，强度也有所提高，但含碳量不能过高，过高会引起冲击韧性值明显下降，同时增大开裂现象，故含碳量的选择*好为1.15%1.25%.

　　Mn是扩大r区元素，它的加入与碳配比合适（一般控制在9%11%）就能形成稳定的A组织，Mn的加入量增加，大大提高了钢液流动性，Mn在合金钢中起固溶强化作用。为了进一步扩大r区，使钢中固溶较多的合金元素，再通过变质处理和以后的强化处理，来提高强韧性和加工硬化能力，需将Mn的含量范围提高，该合金钢中的Mn的含量应选为17.30%18.10%.

　　Si是作为氧化剂加入的，能提高钢中固溶体的硬度和强度。但Si能降低A的含碳量，促使冷却时碳化物析出，增加热处理的困难，也降低冲击韧性。同时Si还能促进表面脱氧，因此在脱氧充分的条件下，Si含量不易过高，一般Si的含量在0.30%0.60%的范围内。ZGMn18Cr2TiV钢要尽量降低P的含量，因为当钢中P含量较高时，将沿晶界析出易溶的共晶碳化物，降低冲击韧性，增加开裂倾向。

　　碳化物的出现与碳的含量关系十分密切，碳含量越高，P含量越低，故P含量应控制在0.05%以下。而S在钢中形成较低的硫化物而产生热裂，故S为有害物质应控制在0.04%以下。为了提高锤头的耐磨性，抑制热裂出现，本着节约成本的原则，我们选用了Cr、Ti和V3种元素，加入ZGMn18中。由碳原子易偏聚，阻碍位错运动，提高了钢的加工硬化能力，同时也提高了钢的屈服强度，使工件不致变形和开裂。

　　Ti的加入主要是形成碳（氮）化物元素，它能与碳化物形成碳化钛。碳化钛的晶格类型和奥氏体的晶格类型一样，均属于面心立方晶格，这样在奥氏体碳化物晶界上存在着严格的共格关系，使晶体牢固地联接在一起。因此在磨损过程中防止了碳化物的剥落，其较高的显微硬度对抗磨粒冲击磨损，也非常有效。

　　V的加入主要是防止热裂倾向，同时细化晶粒。由于普通高锰钢的热裂拉力是很低的，加入V能明显的提高抗热裂拉力，即减少热裂倾向。加入不同合金元素后，普通高锰钢热裂倾向*大，单一加入V的钢的热裂倾向*小。同时加入Cr、V的钢，热裂倾向介于二者之间。众所周知，普通高锰钢在凝固过程中，由于结晶间隔较宽，晶粒粗大，在内部形成较大的应力，加之边缘较长，所夹液体较多，因此，其高温强度低，易出现热裂。钢中加入V后，钢液结晶时，由于V的碳化物先析出使晶粒数目增多，塑性增加，到出现裂纹时，加入V晶粒显著大于未加入V的。所以加入V后，钢的高温强度明显提高，热裂敏感性显著减少，还能提高钢的耐磨性。

　　V和Cr同时加入钢中，热纹抗力略有降低，但综合作用仍较为理想。通过分析，我们认为选用ZGMn18Cr2TiV钢很适合于锤头。粉末冶金的化学成分选择通过2可以看出，粉末冶金的碳含量明显降低，主要提高其可焊性，同时保证其头部与基体的综合机械性能。故碳的含量选在0.5%左右。其余元素的含量大致与普通高锰钢的成分相近。同时加入Mo、Ni、Fe等元素。Mo是强碳化物形成元素，具有细化晶粒的作用，从而提高了其硬度。Mo、Ni、Fe同时加入，其综合性能更好，使其硬度提高58%60%左右，抗冲击韧性可以达到4.2%5.0%Jcm2。

　　结论

　　实践证明，采用ZGMn18Cr2TiV制造锤头，比采用普通ZGMn13钢制造的机械性能要高出2倍以上。加入微量元素Cr、Ti、V大大提高了高锰钢的屈服极限，增加冲击韧性和耐磨性，并且显著降低了高锰钢热裂倾向，具有良好的综合机械性能。在锤头基体头部进行高性能粉末冶金处理，使其硬度提高58%62%，冲击韧性值高达4.2%5.0%Jcm2，从而提高锤头使用寿命近3倍，大大降低了生产成本，提高了工作效率，同时降低了工人的劳动强度。