球磨机是目前矿山机械广泛应用的研磨设备,衬板是其中的易损件,市场需求量较大,其材料主要采用高锰钢。高锰钢作为耐磨材料大量应用于铁路道叉、矿山设备、建材以及研磨和破碎等设备中。随着球磨机生产产量的不断增加,对衬板的耐磨性提出了更高的要求,普通高锰钢已经满足不了工况要求。经过水韧处理的高锰钢组织状态是完全的奥氏体组织,在冲击载荷作用下,由于位错运动的塞积、相变产生的强化以及形变孪晶形成的强化等影响,在高锰钢受到冲击的表面逐渐产生加工硬化现象,使其具有较好的耐磨性。但是,高锰钢所产生的加工硬化效果,必须建立在足够大的冲击载荷作用情况下。本文通过在高锰钢中加入Cr、Ti等合金元素进行微合金化以及添加稀土元素进行变质处理,同时对高锰钢进行不同温度和时间的时效处理,研究时效处理对ZGMn13MoCrTiRE的显微组织、力学性能以及冲击磨损性能的影响。结果表明:ZGMn13MoCrTiRE经过350℃×2-5h时效处理后,在其基体内均析出碳化物第二相。在350℃下进行4h时效处理后,高锰钢的晶粒内析出球状第二相,且呈细小弥散的分布状态。同时,时效处理后,高锰钢的综合力学性能和耐磨性能得到提高,其抗拉强度为1036MPa,提高9.7%,屈服强度为657MPa,提高10.7%,断裂伸长率为49.8%,降低17%,冲击韧性为170.8J/cm2,提高13.6%,磨损量仅为0.20g,耐磨性提高54.5%。此外,经过稀土和微合金化处理后,高锰钢的力学性能和耐磨性能均有较大幅度的提高。