本文在对分级机工况条件与工作原理进行分析的前提下,选择高铬铸铁代替原使用的灰铸铁作为分级机叶片材料,并通过试验研究了高铬铸铁叶片的成份、组织和性能。主要内容有:对分级机叶片进行受力和失效分析;确定高铬铸铁的成分、熔炼、铸造及热处理工艺,浇注试样;探讨了不同热处理工艺下,试样基体组织和碳化物的变化及其对试样力学性能和耐磨性的影响;通过金相观察、X射线衍射分析、能谱分析、洛氏硬度实验、冲击韧性实验、耐磨性实验、磨损试样的磨损面观察和冲击断口观察研究试样组织与性能之间的关系;确定最佳热处理工艺,制取叶片,并投入工艺性实验。高铬铸铁叶片最终确定成分为:碳3.0%、铬14.0%、硅1.3%、锰1.3%、钒0.1%、硫,磷＜0.05%。在本实验温度范围内,850℃正火+回火态试样具有最佳综合力学性能。实验结果表明:高铬铸铁叶片成分中加入的钒对组织有很好的细化作用;叶片材料在铸态下基体组织中就出现了大面积分布的屈氏体,正火后基体组织向更多的屈氏体分布发展,同时基体中残余奥氏体量增多,试样硬度降低,冲击韧性提高,断裂类型由脆性断裂变为准解离+韧窝混合断裂;回火后残余奥氏体量减少,残余奥氏体量在21.67%时,合金材料耐磨性最佳。此外,本文将在叶片底部出现的粒状珠光体组织与叶片顶部、中部出现的层片状珠光体组织进行比较,并对前者形成原因及其对性能的影响进行了研究。研究结果表明:基体宏观偏析是粒状珠光体形成的主要原因;粒状珠光体的硬度和冲击韧性均优于层片状珠光体,但耐磨性较差;在本实验温度范围内,随着正火温度提高,珠光体球化更完全。900℃正火试样珠光体球化完全,但耐磨性较差,850℃正火试样拥有最佳耐磨性。