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本文研究的含硼超高锰钢是一种新型的抗磨材料。它是在普通高锰钢Mn13的基础上进一步提高Mn、C含量,加入B、Cr、稀土等合金元素发展起来的。主要是为了弥补传统高锰钢在应用中的不足。如在低应力、低冲击条件下由于加工硬化不充分而耐磨性不足、在严寒条件下(-20～-40℃)服役,容易发生低温脆断现象等。本试验是通过对含硼高锰钢和超高锰钢化学成分的研究、对比,将含硼超高锰钢的硼含量定为5档,分别是AO:0, Al:0.0015%, A2:0.003%, A3:0.0045%, A4:0.006%。对含硼超高锰钢试样进行不同温度(1080℃,1100℃,1120℃,1140℃)的水韧处理,再在较低冲击应力条件下进行磨料磨损试验。本文利用OLYMPUS金相显微镜、HRBV-187.5洛布维硬度计、JB-301冲击试验机、SSX-550扫描电子显微镜、TECNAI G220透射电子显微镜、ZQS-200合金热裂线收缩仪,主要研究了：(1)硼的加入量与主加合金元素加入量对钢的力学性能的影响；(2)含硼微合金化超高锰钢热处理工艺的研究；(3)硼的加入量与主加合金元素加入量对钢的铸造性能的影响；(4)硼含量对钢的奥氏体、析出碳化物等组织的影响；(5)微合金化超高锰钢的低温韧性及韧—脆转变温度；(6)硼及铬等其它微合金元素的加入对钢的耐磨性能影响及机理分析.研究结果表明,随着硼含量由0增加到0.006%,试样的流动性明显降低,由573mm降低到347mm,降低了39.4%。随硼含量的增加,线收缩率先升高后降低,其中不含硼的试样即AO线收缩率最低,为2.1002%；最高值出现在A2,为2.3645%。一次结晶组织枝晶变得粗大。含硼超高锰钢铸态组织中碳化物较多。随硼含量的增加,经相同温度水韧处理后金相组织中碳化物逐渐增多,在硼含量相同时,随着水韧处理温度由1080℃升高到1140℃,碳化物数量先减少后增多。随着硼含量的增加和水韧处理温度的升高,试样的常温冲击韧性呈先增大后减小的趋势,最高值在168～191J/cm2之间变化。随硼含量的变化,热处理后试样硬度变化不大,在HBS202-218之间变化。含硼超高锰钢的韧—脆转变温度为-70℃,提高了超高锰钢的使用安全可靠性。在较低冲击应力磨料磨损条件下,经相同温度水韧处理后试样的耐磨性随硼含量的增加呈升高趋势,在硼含量相同时,随水韧处理温度的升高,耐磨性能先升高后降低,变化范围是1.09-1.98。综上所述,硼含量为0.003%的含硼超高锰钢经1100℃水韧处理后其综合性能最好：HBS=215,αK=191 J/cm2,相对耐磨性为1.46。该试样的韧脆转变温度为-70℃.