奥氏体锰钢作为传统的耐磨材料,自其发明以来就广泛的应用于工业中。而通过降低传统锰钢中碳锰含量获得介稳态的奥氏体中锰钢,其在中低载荷冲击工况下表现出优于高锰钢的耐磨性能。但奥氏体中锰钢铸造性能差,加工精度低,制约着奥氏体中锰钢工件的生产,同时锰钢密度在7.65-7.95g/cm3之间,其铸件笨重,增加了加工、运输、维护的费用。当下我国政府大力提倡使用新型环保节能材料,保证奥氏体中锰钢耐磨性能的基础上,通过复合合金化处理改善其导热性能、降低其密度有着非常重要的科研价值和经济效益。本文在锰钢中添加Cr、Mo、Nb、Al、Ti等合金元素对其复合合金化处理,对制备好的奥氏体中锰钢进行研究,对其力学性能、耐磨性、导热性、耐腐蚀性等性能进行测试,同时使用直读光谱仪、X-ray衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微以及透射电子显微镜等一系列显微组织分析手段,探究复合合金化处理奥中锰钢对其硬度、加工硬化、耐磨性能、导热性能的影响。研究结果表明:1.在熔炼中锰钢的基础上加入一定含量轻量化金属纯铝和纯钛后,经水韧处理和中温回火处理后的锰钢内部的显微组织为奥氏体组织及铁素体组织。Al、Ti元素的加入不仅抑制了奥氏体锰钢中粗大碳化物的析出,而且这些元素形成的碳氮化物会细化晶粒,保证了中锰钢的强度和硬度。处理后的中锰钢组织在2J冲击功作用下冲击表面加工硬化,金相组织同样以奥氏体和铁素体组织并存。铁素体组织数量随着Al、Ti元素含量的增多而有所提高,当Al含量超过一定值时,铸件中出现双相组织。2.复合合金化处理降低锰钢密度,实现锰钢的轻量化,同时复合合金化处理对中锰钢的机械性能产生较大的影响。其中含量为9%Al、2%Ti的中锰钢和含量为10%Al、2%Ti的中锰钢,这两组中锰钢密度较未经合金化处理的奥氏体高锰钢分别低了 10%、12%。含量9%Al、2%Ti的锰钢的硬度、冲击韧性、拉伸强度、冲击磨损量相比高锰钢分别提升了 11.5%、45%、71.3%、3.7%,但其导热性能相对降低了 1.4%。综合硬度、显微组织、合金化、冲击韧性等因素认为,复合合金化耐磨锰钢切削性能优于高锰钢。