Fe-Mn-Al-C系高Al钢是一种新型的轻质奥氏体合金钢,目前国内外学者主要针对其强度、轻质性及平衡态组织进行了研究,而对其组织演变规律及耐磨性能并未进行深入的研究。本文利用Thermo-Calc热力学计算软件对所研究钢材料进行了成分设计。利用OM、SEM、TEM等手段对不同合金元素含量及经过不同热处理工艺的试验钢进行了组织观察及性能表征。通过冲击磨损试验对高Al钢的耐磨性能进行了研究。研究结果表明:单独改变Al元素含量的变化对试验钢的组织影响不大,而同时提高C、Mn、Al、Si元素的含量时,试验钢中碳化物析出量增大、硬度提高而冲击韧性和塑性下降;改变热处理工艺,发现按照1200℃锻造2小时-1150℃固溶2小时-550℃时效2小时工艺进行,Fe-20Mn-6Al-1.5C-5Cr钢中碳化物开始时全部固溶于奥氏体基体中,随后在时效过程中逐渐析出细小弥散的k-碳化物,过时效则生成片层状的晶界k-碳化物。冲击磨损试验结果表明,所研究钢磨损面上呈现出塑性变形、磨粒嵌入及切削犁沟三种现象。不含Al的试验钢切削犁沟形貌较少,而含高Al试验钢表现出大面积的切削犁沟形貌。铸态试验钢主要磨损形式为切削犁沟磨损。在不断冲击反复磨损后的试验钢亚表层存在一定量孔洞、断层等内部缺陷。经冲击磨损实验后的试验钢存在约60μm厚的表面硬化现象,锻态Fe-20Mn-6Al-1.5C-5Cr钢硬度较均匀、存在明显硬化层且整体硬度值较高。