目前在矿山破碎机和球磨机衬板上使用的抗磨件主要有高锰钢、双相耐磨钢等低合金钢。由于高锰钢在低应力磨损工况条件下不能充分加工硬化,其耐磨性能的发挥受到了限制。人们希望使用低合金马氏体/贝氏体双相耐磨钢和42CrMo钢来代替高锰钢。强度、硬度和韧性是影响耐磨材料性能的主要因素,而且这些性能受热处理影响很大,除了淬火和回火温度的影响之外,淬火介质也有一定影响。为此,我们选择42CrMo钢和双相耐磨钢,分别采用水和淬火机油作为热处理淬火介质,研究不同淬火介质对耐磨铸钢组织和性能的影响。本文主要进行以下几个方面的研究:(1)根据双相钢中各合金元素的作用及对其性能的影响,确定合适的试验钢化学成分,并对42CrMo钢的化学成分进行微调;(2)分别对双相钢、42CrMo钢进行热处理,观察不同淬火介质处理后试样的金相组织,并测试其硬度、冲击韧性以及拉伸性能等;(3)结合耐磨材料的工况条件,对两种耐磨钢进行磨损性能测试,分析淬火介质对两种试验钢磨损性能的影响。并根据磨损后的表面形貌,对其进行耐磨机理的分析。综合分析实验结果,得到以下结论:(1)经水淬、油淬处理的双相试验钢显微组织为:板条马氏体+针状贝氏体+碳化物,且油淬处理的试样比水淬处理的试样组织更加致密和细小。经水淬处理的42CrMo试验钢显微组织为:回火马氏体+残余奥氏体;油淬处理的42CrMo试验钢显微组织为:回火马氏体+铁素体+贝氏体,且油淬处理的试样组织中马氏体的含量比水淬处理的少。(2)确定了双相钢试验钢最佳热处理工艺为:950℃油淬+300℃回火。其硬度为425HBW,冲击韧性达到38.8J/cm2,抗拉强度、屈服强度可以达到1450MPa、1180MPa,延伸率为9.3%。(3)确定了 42CrMo试验钢最佳热处理工艺为:840℃水淬+280℃回火。其硬度为445HBW,冲击韧性为35J/cm2,抗拉强度、屈服强度可以达到1565MPa、1362MPa,延伸率为8.0%。(4)经过480h的低应力磨料磨损实验,经水淬处理的42CrMo试验钢耐磨性能最好,其相对耐磨性可达高锰钢的1.558倍;观其磨损后的表面形貌,其磨损机理为微观切屑磨损。