本文研究了一种适用于直径10 m以上的特大型半自磨机Cr-Mo系合金钢衬板,使用SEM、TEM、力学性能测试等试验研究不同热处理工艺对Cr-Mo系合金钢衬板力学性能、显微组织及析出碳化物的影响。结合显微组织与力学性能分析确实最佳热处理工艺为920℃淬火+600℃回火,淬火组织为针状马氏体,调质组织为回火索氏体+少部分孪晶。其力学性能分别为硬度388 HBW、冲击功55 J、抗拉强度1295 MPa、断后伸长率4.5%。析出碳化物类型有M2C、M3C、M7C3、M23C6,主要形态有小颗粒状、长条状、块状。对比分析Ni、V合金元素对Cr-Mo系合金钢衬板显微组织及力学性能的影响,结果表明Ni、V合金元素的细晶强化、固溶强化等作用令材料抗拉强度提升12%、硬度提升20%、冲击功降低6 J。对Cr-Mo系合金钢衬板322 mm×446 mm×240 mm的等效衬板不同梯度部位进行力学性能检测。衬板表面抗拉强度1205 MPa、屈服强度958 MPa、断后伸长率6%、断面收缩率15%、硬度348 HBW、冲击吸收功50 J。衬板心部抗拉强度降低了27%、断后伸长率降低了64%、断面收缩率降低了93%、冲击吸收功降低了28%、硬度降低了2%。由表面至心部,强韧性逐渐衰减,但对硬度的影响不大;Cr-Mo系合金钢衬板基体的纳米压痕硬度达到5.6 GPa,杨氏模量为234 GPa。通过冲击磨损试验机对含Ni、V合金元素600℃、620℃回火与不含Ni、V合金元素600℃回火三组试验钢在3.5 J冲击功下进行磨损测试,结果表明含Ni、V合金元素试验钢的耐磨性最好,相对耐磨性是不含Ni、V合金元素试验钢的1.13倍。在冲击磨损试验中疲劳磨损是磨损的主要形式。