圆锥破碎机轧臼壁工件的选材问题

轧臼壁是选矿厂碎矿车间系统圆锥破碎机重要的备件之一，在工作过程承受着极强、高频次、反复交变应力的作用，其质量的好坏直接影响破碎机的正常运行。为保证轧臼壁质量高、使用寿命长，需合理选择该工件的材质。

选材的依据是：根据轧臼壁工件在实际工况条件下的受力状态、服役特点，结合国内目前使用耐磨材料现状，经一系列对比分析、反复试验，可选择在强烈冲击、摩擦、挤压和剪切工况条件下具有强大潜能（加工硬化能力）的高锰钢作为制作轧臼壁工件的材质。

1）化学成分的确定

高锰钢的耐磨性由钢的化学成分、钢中夹杂物含量、钢中碳化物的溶解与偏析度、钢的晶粒度和铸造质量的优劣等来决定。

2）高锰钢中各元素对其性能的影响

①碳：高锰钢铸件耐磨性不是含碳量越高越耐磨，而是有一个极限值，当含碳量 1.4%后，铸态析出碳化物很多，水韧处理时碳化物不能完全溶到奥氏体中去，间隙固溶的碳化物也达到了饱和。这样不仅对耐磨性没有好处，而且降低材料的强度和韧性，服役时容易断裂。

②硅：含硅量高，降低碳在奥氏体中的溶解度促使碳化物在晶界上析出增多且肥大，水韧处理后，在晶界上留下较大的显微疏松，为了完全消除，钢中的含硅量控制在0.4%~0.6%为较佳，大于0.8%对高锰钢各项性能无明显影响。

③锰：高锰钢由于含锰量高，钢的铸态组织为奥氏体及碳化物，经1000℃左右加热水淬处理（通常称水韧处理）后，绝大部分碳化物固溶于奥氏体中。钢的组织为单相奥氏体或奥氏体加少量碳化物。

④硫：由于钢中含锰量高，能生成大量的MnS从渣中排出，又由于是在碱性渣中熔炼，硫可顺利降低到0.03%以下。这样低的疏量对钢的强度、韧性和耐磨性均无明显影响。

⑤磷：磷单独溶解在钢中很少，常以Fe2P、Fe3P的形式存在于晶界上，使钢的强度、韧性和耐磨性大幅降低，碳含量高加剧了P以共晶形式析出在晶界上。为了保证性能，应遵循以下关系：C=11.27~2.761×P%。生产中要控制磷含量≤0.08%，重要、复杂的厚壁件≤0.07%。

根据上述分析，用于制作轧臼壁工件的高锰钢化学成分为ZGMn13-3：0.9%~1.3%；C：11.0%~14.0%；Mn：0.3%~0.8%；Si，S≤0.05%；P≤0.08%。