冲蚀磨损特别是高温冲蚀磨损严重地降低耐火材料的使用寿命，影响工业生产并造成较大的经济损失。本文以三种应用广泛的氧化铝基耐火材料I等高铝砖、III等高铝砖和硅莫砖为靶材，以石英砂、棕刚玉、碳化硅为磨料，分别在气流喷砂式常温冲蚀仪和自由落体式高温冲蚀仪上进行冲蚀磨损试验，借助扫描电镜(SEM)分析冲蚀后靶材和磨料颗粒表面形貌的变化，系统研究磨料硬度、磨料形状、磨料粒径、冲蚀温度、冲蚀角、材料性质对材料冲蚀磨损率的影响，并探讨不同试验条件下的冲蚀机理。针对线弹性和Johnson-Homquist(JH-2)两种类型的材料，借助有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，建立三维单粒子和多粒子冲蚀模型。在实验条件参数的基础上分析实际冲蚀过程，获取相关参数如磨料和靶材的位移、应力大小与分布、接触时间、能量、冲蚀磨损率、冲后形貌等，主要研究磨料形状和粒径对冲蚀磨损率和靶材冲蚀应力的影响，为脆性材料的冲蚀磨损研究提供一定的理论依据。本研究得到了如下结果：1冲蚀试验结果表明冲蚀磨损率随着磨料颗粒圆度的增加而减小，并成指数关系,形状指数n值为2.24，说明磨料形状在本试验条件下占主导地位。采用有限元模拟了常温下球形、正方体、正四棱锥三种形状磨料对III等高铝砖的垂直冲蚀过程。正方体和正四棱锥的接触时间、压入深度、冲击效率均相当，且远大于球形磨料；冲蚀磨损率随着磨料颗粒圆度的增加而减小，与冲蚀试验结果一致，只是单粒子冲蚀模拟结果略低于试验结果，八粒子冲蚀模拟结果高于试验结果。实验中，磨料颗粒圆度的变化是通过选取石英砂、棕刚玉和碳化硅三种磨料颗粒并用显微镜观察而确定的。钝性磨料(石英)的主要冲蚀机制是缺陷部位的断裂和基质的切削；尖锐磨料(碳化硅)的主要冲蚀机制是骨料的断裂和基质的犁削。2III等高铝砖30°冲蚀角下冲蚀磨损率随磨料粒径的增加变化不大，90°下冲蚀率呈小幅下降趋势，磨料粒径在0.28mm时出现粒径效应。I等高铝砖30°和90°下冲蚀磨损率在小粒径范围内随磨料粒径的增加而增加，在粒径0.40mm时达最大值，0.52mm后变化不大，在磨料粒径0.52mm时出现粒径效应。采用有限元模拟研究了粒径分别为0.27mm、0.40mm、0.50mm、0.80mm的磨料对III等高铝砖的垂直冲蚀过程，结果表明：靶材受冲击后接触区域表层受压，非接触区域表层受拉，拉应力最大值发生在接触区域和非接触区域边界处，随着磨料粒径的增加而增加；接触时间、压入深度、冲击效率均与磨料粒径成正比；即使多粒子冲蚀模型也只预示到磨料粒径大于0.5mm后冲蚀磨损率和靶材最大等效应力增加缓慢，有限元模拟结果与冲蚀试验结果出现了偏差。本文发现在实际冲蚀过程中，磨料在高应力作用下发生了破碎，磨料粒径越大，越容易发生破碎，导致实际冲击能减小，并认为这是引起冲蚀磨损率下降的原因。3冲蚀温度对冲蚀磨损性的影响与冲蚀角有关。I等高铝砖和硅莫砖30°冲蚀角下磨损率随着温度的升高先增加后减小，800℃达到最大值；90°冲蚀角下磨损率随温度的升高一直下降。两种砖的冲蚀机制相同：30°冲蚀角下，800℃前为缺陷处的断裂和微切削，800℃后主要为微切削，而不是脆性断裂；90°冲蚀角下，800℃前为骨料断裂和颗粒拔出，800℃后主要为微切削，也不是脆性断裂。4室温下，I等高铝砖和硅莫砖的冲蚀磨损率均随着冲蚀角的增加而增加，90°取得最大值；1200℃下，I等高铝砖的冲蚀磨损率随着冲蚀角的增加微量增加，60°后保持不变，硅莫砖的冲蚀磨损率随冲蚀角的增加先增加后减小，75°出现最大值。两种材料在高温下都出现了最大冲蚀角前移的现象。5研究了材料性质对其冲蚀磨损性的影响，提高材料的体积密度、强度和硬度，降低显气孔率，可以提高冲蚀磨损性。气孔率增大对材料抗冲蚀磨损性的负面影响远远大于提高强度对材料抗冲蚀磨损性的正面影响。6冲蚀磨损率随磨料硬度的增加而增加，并成指数关系。硬度指数n值约为0.27，说明本试验条件下磨料硬度对材料冲蚀磨损率的影响很小，不占主导地位。