高锰钢因其在高冲击载荷下优异的加工硬化能力,而被广泛应用于抗冲击载荷的耐磨件中。然而,传统高锰钢由于初始硬度和屈服强度较低,在使用初期或低冲击应力条件下往往会因为加工硬化不足而无法获得足够的耐磨性。本论文以Fe-0.88C-17Mn高锰钢为研究对象,对其进行了不同时效温度和保温时间处理,并运用金相（OM）、扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA）、透射电镜（TEM）和纳米压痕等方法研究了时效处理后高锰钢中碳化物析出行为和力学性能的变化,同时通过冲击磨料磨损实验,研究不同时效温度和保温时间处理高锰钢的耐磨性能和磨损机制。主要研究结果如下:（1）高锰钢在经时效处理后,碳化物逐渐从基体中析出,时效处理的温度和保温时间是决定碳化物的析出数量、尺寸和弥散程度的主要原因。随着时效温度的升高,基体中微米级尺寸的碳化物发生明显粗化。当时效温度为400℃,随着时效保温时间延长,实验钢中微米级碳化物未发生明显粗化,但分布更加均匀。钢中亚微米级和纳米级的V2C粒子尺寸、体积分数和弥散程度均随时效温度的升高和时效时间的延长而增大,而未经时效处理（UT）的高锰钢中几乎不含有纳米级的V2C粒子。400℃保温24 h处理（AT24）高锰钢的碳化物达到了最佳的析出状态和弥散效果。（2）随着时效温度的增加,高锰钢的屈服强度和加工硬化能力均有明显提升,500T钢的屈服强度为537 MPa,相较于UT钢增加了91 MPa。同时,UT、400T、450T和500T钢的纳米硬度分别为7.67 GPa、8.82 GPa、9.96 GPa和12.33 GPa,杨氏模量分别为235 GPa、240.5 GPa、255.7 GPa和290.6 GPa。500T钢的加工硬化层厚度约为3900μm,是UT钢的2.5倍,其加工硬化指数为0.643。随着时效时间的延长,AT24钢的屈服强度为548 MPa,同时瞬时加工硬化速率达到了极高的75 GPa,展现出了优异的加工硬化能力。AT24钢的纳米硬度和杨氏模量分别为16.86 GPa和370 GPa。高锰钢的沉淀强化增量随着时效温度和时间的增长而增大,500T钢和AT24钢沉淀强化增量分别为:198.05 MPa和277.9 MPa,时效时间处理展现出比时效温度处理更好的强化效应。（3）高锰钢的耐磨性能随着时效温度和保温时间的增长而提高。在冲击磨料磨损的初始阶段,时效温度处理的试样相对于时间显示出更好的耐磨性能。这是因为不同时效温度处理后试样基体中的微米级碳化物尺寸较大,这些具有极高硬度的微米级碳化物附在磨损表面增强了基体抵御微切削的能力。而随着冲击磨损的进行,试样表面因累积了足够的冲击能量,进而产生加工硬化,时效温度处理试样的磨损失重优势减小,而AT24钢获得最佳力学性能和耐磨性。这是因为时效时间处理的试样具有更好析出行为和沉淀强化增量,从而表现出更好的加工硬化能力（高硬度和高屈服强度）,极大地提高了试样的冲击磨损性。（4）微米级碳化物通过抵抗硬质磨粒的微切削作用来提高高锰钢的耐磨性。由于磨损初期高锰钢表面未获得足够的加工硬化,奥氏体基体本身的硬度和屈服强度较低,对微米级碳化物的支撑作用不足,导致碳化物从磨损表面脱离而降低耐磨性。高锰钢经时效处理后,基体中析出的大量纳米级V2C粒子通过对位错运动的阻碍,提高了体基体的屈服强度,进而对微米级碳化物提供更强的支撑作用,最终使高锰钢的耐磨性能大幅度增强。高锰钢的磨损机制由微切削向塑性变形转变。