传统的金属基复合材料因存在耐磨性与塑韧性不匹配的问题,而阻碍了其在耐磨材料领域中的进一步应用和推广。构型复合材料因其结构优势,成为使金属基复合材料兼顾良好的塑韧性与耐磨性的有效途径之一。本文将分级构型思想引入Al2O3particals（Al2O3p）/高锰钢复合材料并对其进行空间点阵结构设计,将含有高体积分数的Al2O3p增强相的空间点阵结构陶瓷预制体作为I级复合材料,其复合区呈毫米级球形结构分布在空间点阵框架节点上。为实现耐磨件成型一体化,采用重力铸渗法使作为II级基体的高锰钢与I级复合材料进行浸渗形成II级复合材料,称为Al2O3p/高锰钢空间点阵分级构型复合材料。利用高锰钢基体框架将复合区分隔为独立单元,通过基体框架与复合区的协同作用达到提高材料综合性能的目的。为改善Al2O3p-钢之间的润湿性,采用活化微粉对I级复合材料进行活化,研究结果表明添加适当的Si C碳化物活化剂时,界面反应层厚度最小且其界面反应层中主要物相为具有较高硬度的Fe Si O4,实现了Al2O3p与基体间的冶金结合与机械结合,且Al2O3p在复合区中分散较为均匀无明显铸造缺陷。最终在分级构型复合材料中其I级基体为奥氏体和马氏体、II级基体为奥氏体,通过双基体协同作用对复合材料强塑性进行调控。研究了复合区体积分数对Al2O3p/高锰钢空间点阵分级构型复合材料压缩性能、1.5 J低冲击磨料磨损性能以及3.0 J高冲击磨料磨损性能的影响。制备了四种复合区体积分数（7.6、15.2、22.8和30.4 vol.%）的Al2O3p/高锰钢空间点阵分级构型复合材料、均匀复合材料以及基体材料。主要研究结果如下:研究了复合区体积分数对Al2O3p/高锰钢空间点阵分级构型复合材料压缩性能的影响。研究结果表明:材料的屈服强度随着复合区体积分数的升高,在复合区体积分数为30.4 vol.%时其屈服强度相比于基体和均匀复合材料分别提升37%和79.5%;在相同工程应变值下（22.5%）构型复合材料的抗压强度先升高后降低,在复合区体积分数为22.8 vol.%时其抗压强度相比于基体和均匀复合材料分别提升26.4%和435.9%。空间点阵的结构设计能够很好的发挥高锰钢基体的强韧性优势,基体框架在吸收部分压缩载荷的同时能够限制裂纹的扩展,使得复合材料的强度和塑性同时得到提升,其塑性变形能力（工程应变）相比于均匀复合材料提升6倍以上。分别研究了在高、低冲击载荷下,复合区体积分数对Al2O3p/高锰钢空间点阵分级构型复合材料的冲击磨料磨损性能。研究结果表明,随着复合区体积分数的增大,构型复合材料的磨损率呈先减后增的变化趋势。由于高锰钢的强加工硬化能力,高锰钢及其复合材料在高冲击磨损工况下的耐磨性更高,空间点阵分级构型的结构设计能够提升高锰钢基复合材料在低冲击工况下的耐磨性,1.5 J冲击功下,复合区体积分数为22.8 vol.%时材料的磨损率最低,相比于相比基体材料与均匀复合材料分别降低36.5%和44.1%;3.0 J冲击功下,同样是复合区体积分数为22.8 vol.%时材料的磨损率最低,相比于基体材料与均匀复合材料分别降低59.1%和63.3%。磨损机理分析表明:高锰钢基体材料以及构型复合材料的基体区的磨损机理为磨料颗粒的凿削（嵌入与犁削）以及应变疲劳,均匀复合材料以及构型材料的复合区的磨损机理为磨料颗粒的凿削、研磨以及疲劳脱落。