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高炉的大型化、高效化使得无料钟炉顶成为现代高炉装料系统的发展方向。然而目前高炉衬板的使用寿命不足,且不能在一个休风期内同步检修,导致高炉休风频繁,造成了巨大经济损失。高炉衬板常用材质有高锰钢、钢表面堆焊或镶嵌硬质合金和高铬铸铁,其中以高铬铸铁性价比最为突出,在高炉生产中具有广阔的使用前景。本课题从高铬铸铁化学成分和热处理工艺入手,采用Y-RE变质剂进行变质处理,研究了新型高炉衬板材质的成分、组织与性能之间的关系。采用正交试验法研究了Mo、Ni、Cu对高炉衬板用Cr26高铬铸铁铸态组织和性能的影响,以宏观硬度和冲击韧度为考察指标,对三种合金元素含量进行了优化设计。研究结果表明,合金元素之间的组合作用对Cr26高铬铸铁冲击韧度影响大于单一合金元素的影响,其显著性排序为：Mo+Cu>Ni>Ni+Cu>Mo+Ni>Mo>Cu。当合金元素含量为0.6wt.%Mo、0.7wt.%Ni和1.0wt.%Cu时,Cr26高铬铸铁综合性能最佳,铸态硬度HRC55.5,冲击韧度αk=7.4J·cm-2,铸态微观组织由六角形M7C3初生碳化物+M7C3共晶碳化物+奥氏体组成。同样利用正交试验法研究了淬火温度、保温时间和回火温度对铸态性能最佳的Cr26Mo0.6Ni0.7Cu1.0高铬铸铁组织与力学性能的影响,并优化了热处理工艺参数。研究结果表明,随着淬火温度的提高,Cr26高铬铸铁淬火硬度随之增加；而延长淬火保温时间,淬火硬度则出现先升高后下降的趋势；对Cr26 Mo0.6Ni0.7Cu1.0高铬铸铁冲击韧度影响的大小顺序为：淬火温度+淬火保温时间>淬火温度>回火温度>淬火保温时间。最佳热处理工艺为1000℃×2h,风冷+260℃×2h,空冷,在该热处理工艺下得到Cr26Mo0.6Ni0.7Cu1.0高铬铸铁力学性能为：HRC59.5,αk=8.0J·cm-2,组织为马氏体+M7C3碳化物十二次碳化物+残余奥氏体。研究了Y-RE变质剂对Cr26Mo0.6Ni0.7Cu1.0高铬铸铁的变质效果,结果表明,当Y-RE含量从0增加为0.15wt.%时,高铬铸铁中碳化物由粗长条状变为细短杆状,分布弥散,热处理后获得综合力学性能最优：宏观硬度HRC61.6,冲击韧度αk=7.4J·cm-2；当变质剂的含量增加至0.3wt.%,组织中碳化物粗大化和网络化趋势严重,冲击韧度随之下降。