Im Bereich der Verschleißteile von Brechern sind Stahl mit hohem Mangangehalt und Gusseisen mit hohem Chromgehalt die beiden am häufigsten verwendeten Kernmaterialien. Es bestehen erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Leistungsmerkmale, der geltenden Arbeitsbedingungen und der Kostenstruktur. Die richtige Wahl zwischen diesen beiden Materialien wirkt sich direkt auf die Betriebseffizienz und die Produktionskosten der Brechausrüstung aus.
Hochmanganstahl, mit ZGMn13 als typischem Vertreter, zeichnet sich vor allem durch seine einzigartige Kaltverfestigungsfähigkeit aus. Im Gusszustand weist Hochmanganstahl eine Anfangshärte von nur etwa HB200 bis HB250 auf, verfügt jedoch über eine außergewöhnliche Zähigkeit, die es ihm ermöglicht, enormen Stoßbelastungen standzuhalten, ohne zu brechen. Wenn die Backenplatten von Backenbrechern oder die Hohl- und Mantelauskleidungen von Kegelbrechern einem heftigen Aufprall auf harte Materialien ausgesetzt sind, erfährt die Oberfläche von Stahl mit hohem Mangangehalt schnell eine Verformung -induzierte martensitische Umwandlung, wobei die Härte schnell auf über HB450 bis HB550 ansteigt, wodurch tatsächlich der Effekt erzielt wird, dass sie durch den Aufprall härter wird. Diese Eigenschaft macht Stahl mit hohem Mangangehalt zum bevorzugten Material für die Verarbeitung von Hartgesteinen wie Granit und Basalt, besonders geeignet für grobe und mittlere Zerkleinerungsanwendungen mit ausreichender Aufprallenergie. Allerdings sind auch die Grenzen von hochmanganhaltigem Stahl deutlich zu erkennen: Wenn die Schlagenergie nicht ausreicht, kann sein Kaltverfestigungsmechanismus nicht vollständig aktiviert werden, was zu einer Verschleißfestigkeit führt, die tatsächlich schlechter ist als die von gewöhnlichem legiertem Stahl.
Gusseisen mit hohem Chromgehalt, repräsentiert durch Sorten wie Cr15, Cr20 und Cr26, weist eine Mikrostruktur auf, die eine große Menge an Karbiden vom Typ M7C3- enthält, deren Härte so hoch ist wie HV1200 bis 1600, was weit über dem oberflächengehärteten Härteniveau von Hochmanganstahl liegt. Durch die Abschreck- und Anlassbehandlung kann die Gesamthärte von Gusseisen mit hohem Chromgehalt HRC58 bis 65 erreichen, was ihm eine außergewöhnlich hervorragende Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß verleiht. Daher wird Gusseisen mit hohem Chromgehalt häufig in Komponenten wie Schlagleisten von Prallbrechern, Hämmern von Hammerbrechern und Verschleißteilen von Sandherstellungsmaschinen verwendet. Allerdings ist die Zähigkeit von Gusseisen mit hohem Chromgehalt weitaus geringer als die von Stahl mit hohem Mangangehalt und es reagiert empfindlich auf Stoßbelastungen, sodass beim Zerkleinern großer Materialien oder beim Einmischen von Eisenstücken die Gefahr von Rissen besteht. Es eignet sich typischerweise für Anwendungen mit geringer bis mittlerer Stoßbelastung, aber hohem Abrieb.
Aus Sicht des Leistungsvergleichs liegen die herausragenden Vorteile von Hochmanganstahl in seiner hohen Zähigkeit und hervorragenden Kaltverfestigungsfähigkeit, während seine Nachteile in seiner geringen Anfangshärte und übermäßigen Abhängigkeit vom Schlag liegen. Die Stärken von Gusseisen mit hohem Chromgehalt sind seine extrem hohe Härte und die hervorragende Verschleißlebensdauer, während seine Schwächen unzureichende Zähigkeit und begrenzte Schlagfestigkeit sind. Bei der praktischen Materialauswahl ist eine umfassende Beurteilung auf der Grundlage des Brechertyps, der Aufgabegröße, der Materialhärte und des Aufprallenergieniveaus erforderlich. Für Backenbrecher und Kegelbrecher, die in erster Linie auf Kompressionszerkleinerung basieren und starke Stöße erfordern, ist Stahl mit hohem Mangangehalt oft die zuverlässigere Wahl. Bei Prallbrechern und Prallbrechern mit vertikaler Welle, die hauptsächlich auf der Prallzerkleinerung basieren und extrem hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit stellen, kommt Gusseisen mit hohem Chromgehalt seine Leistungsvorteile besser zur Geltung. In den letzten Jahren wurde mit dem Aufkommen der Bimetall-Verbundgusstechnologie versucht, die Stärken beider Materialien zu kombinieren, indem Stahl mit hohem Mangangehalt in Bereichen mit hohem -Einfluss und Gusseisen mit hohem Chromgehalt in Bereichen mit hohem -Verschleiß verwendet wurden, um ein besseres Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit zu erreichen.
