低合金高强度耐磨钢由于具有高硬度以及良好的韧性,在耐磨材料领域得到了广泛的应用。随着科技的不断发展,机械零部件的服役工况越来越严酷,工作条件恶劣的工程、采矿等机械设备均要求其不但具有较高的耐磨性能、而且还能够承受强冲击和高应力,以此来延长设备的使用寿命。而目前国内主要生产NM360和NM400,级别较低,已不能满足需求,因此研究更高级别的NM550级低合金高强度耐磨钢具有重要意义。本文依据低成本、高性能的原则,主要在普通C-Mn钢的基础上加入一定量的Cr、B、Mo等合金元素,通过合理的热轧工艺及离线热处理工艺,并对其热处理过程中的组织演变及力学性能的变化规律进行研究,得到了具有高硬度、高强度以及良好低温韧性的NM550级别低合金高强度耐磨钢板。具体研究内容如下：(1)对实验钢的连续冷却过程中的组织转变化规律进行了研究。结果表明：A、B两种成分的实验钢动态CCT曲线均可大致划分为三部分：高温转变区,相变产物为铁素体和粒状贝氏体；中温转变区,相变产物主要为贝氏体；低温转变区,相变产物为马氏体。且两种实验钢均具有较低的临界冷却速度,获得马氏体组织的能力较强。在冷速大于10℃/s时即可得到全马氏体组织,维氏硬度在550HV以上。(2)对实验钢进行了合理的热轧工艺及离线热处理工艺,得到了12mm及35mmm厚的两种规格钢板。当淬火温度在880～900℃范围,回火温度在170～190℃范围时,A、B实验钢具有良好的综合力学性能,表面布氏硬度在540-560HBW之间,符合国家标准GB/T24186-2009中对NM550级耐磨钢的要求,且两种实验钢均有较高的强度、良好的低温韧性和断后延伸率。(3)对淬火温度、回火温度对实验钢组织及力学性能的影响进行了研究,并分析了不同淬火温度下得到的板条马氏体形态与微观亚结构的变化规律及不同回火温度下的碳原子的重新分布、过度碳化物的形成、过渡碳化物的转变等微观结构变化进行了观察。淬火加热温度从880℃升高到1000℃,实验钢强韧性下降。对其组织观察发现原奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,马氏体板条束(Packet)尺寸及板条块(Block)宽度均发生了变化,而板条(Lath)宽度却没有明显变化。回火加热温度从150℃升高到230℃,实验钢表面布氏硬度下降,而低温冲击韧性在150～190℃的温度范围内时,均随着回火温度的升高略有上升,而超过210℃后,则出现下降。在170～190℃的温度范围内回火时,马氏体板条结构上的高密度的位错,过饱和的C原子的固溶强化效应以及细小ε过渡碳化物的弥散分布,使得实验钢获得良好的强韧匹配。(4)本实验所得到的板条马氏体耐磨钢具有优良的耐磨性能,在动载磨粒磨损试验机MLD-10上模拟低应力冲击磨料磨损工况,对比各级别耐磨钢发现,实验钢的磨损失重量最低,即耐磨性能最好。实验钢磨损机理包括显微切削和塑变疲劳,二者起交互作用,相互促进,其中后者起主要作用。