在高温氧化性气氛及磨料磨损的工况下工作的抗磨耐热钢件,不仅要求材质具有高的高温强度和一定的耐磨性,还要有良好的抗氧化性,才能满足其使用性能的要求。本文根据抗磨耐热钢件的工况条件,采用正交试验法合理设计了10组抗磨耐磨钢成分,它们的C、Cr、Ni、Si、Mn、N、Re、S和P含量基本相同,Ti和W含量不同。通过金相组织观察和X射线衍射分析了抗磨耐热钢铸态和退火后的显微组织;对抗磨耐热钢和1Cr18Ni9在900℃和1100℃下分别进行抗氧化性试验研究,并对抗磨耐热钢的氧化膜进行了X射线衍射分析;同时,抗磨耐热钢进行布氏硬度测试,在ML-100型磨料磨损试验机上测试了抗磨耐热钢抗氧化试验前后的耐磨性能,并研究和分析了Ti、W元素对抗磨耐热钢组织、硬度和耐磨性的影响。 试验结果如下:抗磨耐热钢铸态的组织为奥氏体+少量铁素体+碳化物,退火后基体中的少量铁素体消失,Cr₇C₃碳化物转化成了Cr₂₃C₆碳化物,且组织明显细化和均匀化。Cr₂₃C₆和Cr₇C₃碳化物分布在晶界上,能有效地阻碍晶界滑移,MC型碳化物弥散分布在晶内和晶界上,提高了钢的强度。抗磨耐热钢在900℃下完全抗氧化,在1100℃下抗氧化,表面形成了保护性氧化膜,提高了材料在高温工况下的使用寿命;而1Cr18Ni9在900℃和1100℃下都是弱抗氧化的,表面没有形成保护性氧化膜,抗磨耐热钢的抗氧化性能明显优于1Cr18Ni9的抗氧化性能。抗磨耐热钢在900℃下氧化后,氧化膜主要有Cr₂O₃、尖晶石结构（FeCr₂O₄、NiCr₂O₄）及少量的Fe₂O₃和Fe₃O₄;在1100℃下氧化后,氧化膜主要有Cr₂O₃、尖晶石结构（FeCr₂O₄、NiCr₂O₄）和Fe₃O₄。随着Ti、W元素含量的增加,抗磨耐热钢的硬度和耐磨性明显增加,这是因为Ti、W与C结合形成一定数量性能稳定的TiC和WC硬质点,尤其TiC,提高了抗磨耐热钢的硬度和耐磨性,故在抗磨耐热钢中加入适量的Ti元素具有较大的意义。用抗磨耐热钢材质试生产的氧化铝热工设备抗磨耐热钢件在山东铝业股份有限公司氧化铝厂获得良好的应用效果。