本论文针对40SiMnCrMo高强度耐磨钢,为了找到最佳热处理工艺以及最优元素配比,探寻实验过程中试样的微观显微组织和宏观力学性能之间的关系。开展不同的热处理工艺实验研究,观察微观组织、测试宏观力学性能,确定最佳热处理工艺参数;在最佳热处理工艺条件下,调整合金元素硅含量,探索最佳性能与成分关系,确定合适硅含量;其进行性能测试以寻找最佳成分,在寻找到最佳成分的基础上对其进行不同淬火冷却速度下进行实验以寻找最佳淬火冷却速度。本论文的试验内容和结论如下:试验钢经20kg真空感应炉熔炼-铸锭-锻造等过程,得到厚度为30mm的板材。板材经降硬度退火后,切割加工成冲击试样和金相观察用试样。用膨胀法和金相结合方法测定了试验钢的CCT曲线和临界点。Ac3=918.9℃,Ac1=715.5℃,Ms=317℃。随着冷速的加大,组织转变由铁素体转变到贝氏体转变又到马氏体转变。将试验钢950℃奥氏体化30min后直接油淬到室温,之后进行回火处理,回火温度分别为220℃、240℃、260℃、280℃、300℃,回火时间为6h。试验结果发现,回火温度为240℃时试验钢有着最佳的韧性以及最高的硬度。冲击吸收功为61.7J,硬度值为55.3HRC。通过金相观察以及断口扫描发现,其微观组织大多为针状马氏体贝氏体组织,断裂特性为韧性断裂。将试验钢成分进行调整,主要调整Si元素含量,热处理工艺依然选用油淬淬火加240℃回火工艺,试验结果发现,Si含量为2.0%时试验钢有着最佳的韧性以及最高的硬度,数值即为前文所测。将试验钢的热处理工艺进行进一步调整,通过改变淬火冷却速度进行试验,实验结果发现,在4个大气压鼓风冷却时,试验钢有着最佳的硬度韧性匹配值,冲击吸收功为99.75J,硬度值为44.3HRC。通过蔡司显微镜观察发现,在此条件下有着大量的针状贝氏体,因而使得试验钢韧性较好。通过断口扫描比对发现,在4个大气压鼓风冷却时,韧窝数量最多而且韧窝比较深,因而试验钢的韧性性能最佳。