以高锰钢为锤头材料，通过在其打击面上镶铸适量的TiC基高锰钢结合金块，近年来已经成为水泥行业破碎机用高性能锤头的重要发展方向之一。实际使用表明，TiC基高锰钢结合金块的质量和性能对锤头的使用寿命长短有决定性的影响，而目前耐磨块基本采用传统的压制-真空烧结工艺制造，表现出脆性偏大、在使用过程中容易发生碎裂与脱落等现象。本文首先对比研究了不同制备工艺对TiC基高锰钢结合金组织与性能的影响，然后系统评价了高锰钢水韧处理对钢结合金耐磨块组织与性能产生的作用，最后对TiC基高锰钢结合金的断裂行为与机理开展了比较全面的调查和分析讨论，期望在钢结合金耐磨块生产技术选择、锤头水韧处理工艺优化和钢结合金断裂行为认识方面提供坚实的实验与理论基础。在TiC基高锰钢结合金块制备方法对比研究方面，本文采用了真空烧结、低压烧结和热等静压三种烧结致密化生产技术，通过相互组合首先制备了多种牌号为TM52的TiC基钢结合金耐磨块，探索了制备方法-显微组织-力学性能的内在关系。研究结果表明，与在真空烧结的钢结合金合金中有一定量的残留孔隙相比，采用低压烧结或者热等静压处理后的钢结合金的致密度得到明显改善，使得合金的力学性能，特别是抗弯强度，明显提高；低压烧结与热等静压处理相比，不仅具有经济优势，而且残留孔隙数量基本相近，同时由于烧结温度比真空烧结时更低、保温时间大幅缩短，有利于获得硬质相大小与分布均匀性更佳的显微组织结构，因此，是可以优先选择的钢结合金制备技术。本文通过实验得推荐低压烧结，其工艺：1410℃×50min，烧结气氛压力为5.0MPa；获得的TM52钢结合金的性能指标：冲击韧性为1.3J/cm~2，抗弯性能为2325MPa。在水韧处理对钢结合金组织性能影响研究方面，本文首先评价了1050℃和1080℃水韧处理对真空烧结制备的TM52合金的作用规律。实验结果表明，水韧处理过程中的高温保温有效促进了钢结合金中高锰钢基体与TiC硬质相之间界面互扩散，增强了界面上的结合强度，从而有效提高了合金的抗弯强度。在水韧处理温度对合金性能影响方面存在最佳值。经过水韧处理后，由于硬质相与基体之间的相互作用，使得粘结相中的奥氏体成分发生改变。通过实验获得的推荐水韧处理工艺的温度1050℃，对应的TM52钢结合金的性能指标：冲击韧性为1.3J/cm~2，抗弯性能为3373MPa。采用上述推荐的水韧处理工艺对由低压烧结和热等静压制备的钢结合金进行处理，研究结果显示合金内部的相界面结合均获得改善，增大了互扩散作用范围，有效提高了抗弯强度。因此，在不需要水韧处理的钢结合金制备工艺中，在烧结工艺后再对其进行1050℃左右的高温保温热处理很有必要。对采用不同方法制备的钢结合金的冲击断裂断口分析结果表明，在钢结合金中存在沿硬质相-粘结相界面拔出、裂纹扩展和穿越硬质相快速裂纹扩展三种断裂形式，实际断裂行为是三者复合作用的结果。钢结合金的主要断裂机制取决于显微组织结构特点、相界面结合状况和受力的类型与大小。当显微组织中存在尺寸较大的硬质相或者硬质相聚集区时易发生典型的穿晶断裂，形成清晰的河流状花样；而硬质相尺寸细小且分布较均匀时易发生沿晶断裂，在断裂硬质相表明可观察到具有塑性变形特征的“塑坑”。由于水韧处理促使了硬质相-粘结相界面元素互扩散，改善了结合强度，从而减少了断裂过程中界面脱粘情况的发生。残留孔隙、夹杂物、大尺寸硬质相和硬质相聚集区是主要的裂纹源。在湿磨过程中注意保障原料粉末的混合均匀性，在烧结制备过程中防止硬质相聚集长大（尤其要防止形成环形结构），从而获得硬质相细小且相互分离的显微组织结构，将能够有效改善钢结合金的抗裂纹开展能力。