针对颚式破碎机衬板初始硬度低，加工硬化速度慢，铸造出品率低，容易出现缩孔疏松缺陷等问题，对中锰钢衬板材料成分进行了改性设计，并进行了铸造工艺模拟和优化。在普通中锰钢基础上添加了稀土及铁神一号进行复合变质处理，设计出了合理的改性中锰钢材料成分（wt%）， C：0.68～0.8；Mn：6.8～7.8；Cr：1.5～1.7；Si：0.5～0.6；Mo：0.35～0.43；Ni：0.1～0.3；RE：0.1；Ti：0.1；W：0.1。利用Jmatpro材料性能模拟软件建立了改性中锰钢材料库，并计算其热物性参数；根据材料性能和衬板的形状尺寸设计了倾斜浇注、铁砂造型的铸造工艺；并利用三维造型软件Unigraphic（UG）对衬板、浇注系统、冷铁与砂型等进行了三维造型。采用ProCAST对改性中锰钢颚式破碎机衬板的铸造工艺进行了模拟仿真，分析研究了铸造过程金属的流动规律及温度场分布，得出了凝固过程金属的温度变化规律。同时，对衬板铸造过程中产生的疏松、缩孔、裹气、夹砂和夹杂等缺陷的形成原因进行了分析，预测了缺陷可能出现的位置，为优化工艺，减少和避免缺陷的发生提供了依据和参考。根据设计的改性中锰钢成分进行了试样的铸造和热处理试验，试验金相组织分析和性能研究表明：采用改性中锰钢铸造的试样，硬度和耐磨性大大提高，综合机械性能可满足衬板的使用要求。根据设计的改性中锰钢成分进行了试样的铸造和热处理试验，试样金相组织分析和性能研究结果表明：经过淬火+两次回火工艺后改性中锰钢的初始硬度能够400HB以上，冲击韧性达到10J/cm2以上，综合机械性能可满足颚式破碎机衬板在非强烈冲击作用下的工况要求。