高锰钢具有加工硬化的重要特征，作为一种传统的耐磨材料，以其优异的耐磨性能广泛应用于矿山、冶金、铁路、建材、电力、煤炭等机械装备中。高锰钢铸件经水韧处理，得到单相奥氏体组织，其硬度较低，在冲击磨料磨损工况条件下使用时，工件表面受到磨料的冲击和切割的作用，常常在形变后发生剪切破坏，磨损较为严重，影响了高锰钢的使用寿命。针对该问题，本论文在传统高锰钢的基础上加入一定得Cr，Mo和少量的V，Ti，研究了合金化高锰钢的时效及塑性变形对高锰钢组织和性能的影响。采用了金相分析、X射线衍射分析、扫描电子显微分析、透射电子显微分析、摩擦磨损测试、压缩变形测试等手段进行研究，并在高锰钢耐磨性能的基础上探讨了高锰钢的加工硬化机理。研究表明，高锰钢经时效处理后，碳化物在基体中逐渐析出，主要以(Cr,Mn)7C3的形式存在，同时有一定量的Fe3C并伴随有少量的VC及(Cr,Mn)23C6。碳化物主要以针状或棒状形式析出，最大尺寸可达200nm左右，而(Cr,Mn)23C6呈明显的圆球状粒子，直径大约为10nm左右。随着时效温度的升高和时效时间的延长，碳化物逐渐在晶界和晶内析出。650oC保温6h碳化物析出达到了最佳的弥散效果，且表现出显著的奥氏体再结晶现象。压缩变形分析发现，晶粒发生了一定的变形，组织中出现滑移线及位错、层错。材料的R0.2、n、k值随着时效温度的升高基本上呈上升的趋势，表明钢的强度及加工硬化性能随时效温度的升高而增加。650oC保温6h时，表现出最佳的加工硬化性能及较高的屈服强度，而水韧态处理试样与低温时效处理试样相比，也表现出了较好的加工硬化性能。整个压缩变形过程中，并没有形变孪晶产生，加工硬化机制主要表现为高密度位错缠结及层错硬化。变形表现出典型的双n力学行为，不同时效处理主要影响n1硬化阶段，n1值远大于n2值。摩擦磨损分析发现，水韧态高锰钢的加工硬化性能并不能充分发挥，经时效处理后的试样，其耐磨性能显著提高。在650oC保温6h时，高锰钢试样的磨损失重量最小，表现出了最优的耐磨性能。摩擦磨损表面仅出现少量的犁沟，并没有剥落及积屑堆积现象，表现为典型的磨粒磨损，因此具有良好的耐磨性能。