高锰钢作为一种传统的耐磨材料,因其有良好的加工硬化能力在耐磨材料领域得到了广泛的应用。高锰钢在高冲击力和高应力的工况下能快速产生加工硬化,从而提高材料的耐磨性能,而在中低应力工况条件下,其加工硬化程度不够,不能够充分发挥耐磨性。陶瓷颗粒增强金属复合材料因为具有陶瓷颗粒的高硬度和金属的良好的韧性,在耐磨材料领域中表现出优异的性能。近些年来人们对陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备工艺及其性能进行大量的研究,取得了一定成果,并且在生产中得到了一定应用。在高锰钢基体中添加ZTA颗粒能够提高高锰钢在中低应力下的耐磨性,延长其使用寿命。因此,研究ZTA颗粒增强高锰钢基复合材料的制备与性能具有重要的实际意义。本文利用普通砂型铸造制备出蜂窝空间结构ZTAp/高锰钢基复合材料。研究了在预制体中添加造孔剂和合金粉末(Fe基低熔点合金和还原铁粉)对金属液体铸渗预制体效果的影响。结果表明:添加还原铁粉能获得复合效果较好的复合材料。当预制体中加入60%、50%、40%、30%、20%的还原铁粉时,得到的复合区陶瓷颗粒体积分数为24.3%、26.7%、29.1%、32.8%和34.2%。对蜂窝空间结构ZTAp/高锰钢基复合材料的复合区的宏观硬度和压缩性能机能研究。结果表明:复合区硬度随颗粒体积分数增加而增大,当ZTA颗粒体积分数为29.1%的时候,复合区硬度可到43.7HRC。复合区的抗压强度低于基体,但是复合材料的屈服强度是高于高锰钢的。从压缩之后的裂纹形貌可以看到裂纹的扩展方式。良好的界面结合强度能够保证颗粒难以从基体上脱落,并能在一定程度上阻止裂纹的扩展,提高材料的性能。对不同体积分数的复合材料的进行冲击磨料磨损和三体磨料磨损试验,结果表明:冲击磨料磨损中,陶瓷颗粒体积分数为24.3%的复合材料的抗冲击磨料磨损性能最好。随着颗粒体积分数的增加复合材料的抗冲击磨料磨损性能是降低的。三体磨料磨损磨损中,复合材料的耐磨性高于金属基体。