本文以奥氏体高锰钢为试验材料,利用自行设计的高能量密度脉冲电流发生装置和高温坩埚炉研究了脉冲电流对高锰钢凝固***、硬度及耐磨性能的影响。利用DSC分析,测出了实验用钢的熔点和凝固点,并根据测试结果确定了脉冲放电处理的开始和结束温度;利用金相显微镜、扫描电镜、能谱、透射电镜及X射线衍射分析了电脉冲处理对高锰钢凝固***的细化效果以及凝固***中各相的分布状态;利用洛氏硬度计和ML-10型磨损实验机研究了脉冲电流对高锰钢硬度和耐磨性的影响。研究结果表明,高能量密度脉冲电流处理可明显细化高锰钢的凝固***,使奥氏体平均晶粒尺寸由300μm细化到8μm;脉冲电流处理前后高锰钢凝固***均为奥氏体和碳化物两相***,但各相的相对含量发生了变化;凝固***的细化程度与脉冲宽度和脉冲电流密度密切相关,在一定的脉冲电流密度条件下,脉冲电流宽度越小,获得的高锰钢凝固***越细;施加脉冲电流温度对凝固***有重要的影响,一般在合金凝固点以下20℃左右开始放电处理效果***佳;脉冲电流处理提高了高锰钢的硬度和耐磨性,二者均随着电脉冲密度的增大而提高;脉冲电流对金属凝固***的作用机理主要是脉冲电流诱发形核机制。高锰钢拥有非常好的韧性及耐磨性，因此被当作耐磨材料而普遍应用于机械、矿山、冶金和铁路等领域。对高锰钢进行合金化处理，从而进一步提高高锰钢的力学性能及耐磨性，可以进一步扩大其使用范围。本文在传统高锰钢的成分基础上分别添加Cr-V-Ti-RE，Cr-V-Ti，Cr-RE和V-Ti-Nb-RE对其进行合金化处理，研究了不同合金化处理对高锰钢的***、拉伸性能、冲击性能、硬度、加工硬化性能及耐磨性的影响规律，探讨了高锰钢在冲击磨料磨损工况下的磨损机制。得出的主要结论如下：（1）高锰钢经水韧处理后获得的***为单一奥氏体***，合金化处理并不明显影响高锰钢的相组成，但对晶粒尺寸和夹杂物的大小、形态及分布有重要影响。进行合金化处理后，添加的V、Ti、Nb等元素可以同钢液中的C、N相互反应形成碳、氮化合物，稀土可以同钢液中的O、S相互作用形成稀土氧化物、稀土硫化物，这些细小的质点可以作为钢液结晶时的异质形核核心，从而起到细化晶粒的作用；并且，稀土元素能够促进树枝晶的熔断、游离和增殖，提高结晶时的形核率，从而使晶粒得到细化。合金化处理还可以使高锰钢中的夹杂物数量减少、尺寸变小并且改善夹杂物在基体中的分布。在高锰钢中加入稀土元素时，钢中夹杂物类型发生改变，由原先的MnS和Al2O3的主要存在形式转变为以Ce2O2S为主。（2）合金化处理可以使高锰钢的拉伸性能、冲击性能、硬度、加工硬化性能及耐磨性得到较大幅度的提高。其中经Cr-V-Ti-RE合金化处理高锰钢的综合性能***佳，其抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度和冲击韧性分别为802MPa、446MPa、28.6%、217HBS和155J·cm-2，与未经合金化处理高锰钢相比，分别提高了7.4%、14.7%、9.2%、12.4%和32.5%，同时其加工硬化参数H值提高了28.6%，耐磨性则提高了13.9%~45.4%。(3)高锰钢在冲击磨料磨损工况下，其磨损机制主要是凿坑变形、显微切削及疲劳剥落磨损，而且其磨损机制会随着冲击功的不同而产生变化。在低冲击功（1J）作用下，磨面以犁沟形貌为主，此时的磨损机制以凿坑变形和显微切削为主；在中冲击功（2J、3J）作用下，凿坑变形减轻、犁沟数量减少，此时磨损机制以浅小凿坑变形和显微切削为主；在高冲击功（4J）作用下，出现大块状疲劳脱落形貌，此时的磨损机制主要是疲劳剥落磨损。)