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本研究以普通Cr-Mo-B系低合金耐磨钢NM400为基准钢,设计了四炉实验钢：NM400(无钒)、V钢(含钒-残余N:0.082%V-0.0046%N)、V-LN钢(钒-低氮钢：0.089%V-0.013%N)、V-HN钢(钒-高氮钢：0.088%V-0.029%N).利用Formastor-FII型全自动相变仪测定了N含量不同的V钢、V-HN钢的奥氏体连续冷却转变曲线,采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了变形温度及变形后保温时间对细化实验钢马氏体组织的影响；通过实验钢的轧制后淬火+回火实验,对比了淬火+低温回火条件下、不同成分的实验钢板的组织、力学性能及耐磨性能。本研究的主要结果如下：在V钢中增加N含量,提高了铁素体相变的开始温度,且铁素体组织开始形成的临界冷速向高冷速方向移动,相应地,得到完全马氏体组织的临界冷速明显提高。V-HN钢在冷速为40℃/s时,仅得到40%左右的马氏体组织；而V钢在冷速大于10℃/s后即可得到完全的马氏体组织。在较高N含量的V钢中,BN的析出消弱了B对淬透性的的有利作用,并且V的碳氮化物的析出减少了固溶的V和C或N元素,同样也会降低钢的淬透性。热模拟实验研究结果表明,V钢及V-HN钢在高温变形后保温一定时间,可以得到明显细化的马氏体组织。V钢在850℃变形后保温100s及900℃变形后保温50s均获得明显细化效果；V-HN钢经850℃变形、保温100s后马氏体板条束尺寸最为细小。经热轧、直接淬火的四种实验钢板在200℃低温回火后,钢板的强韧性达到最佳匹配。NM400钢、V钢和V-HN钢的抗拉强度及硬度基本相同,V-LN钢的抗拉强度及硬度略低于上述三种钢。三种含钒钢的-20℃冲击功高于不含钒的NM400钢;其中V-HN钢冲击功值最高。与其他三种钢相比,V-HN钢板获得最好的强韧性匹配。组织分析表明,这四种钢板在热轧、淬火后的组织均为马氏体组织,含钒钢的组织明显比无钒钢细化。且含钒钢中,马氏体组织随着钢中N含量的增加而细化。V-HN钢在860℃温度终轧及轧后弛豫过程中析出的V(C,N)粒子促进了针状铁素体生成,起到分割奥氏体晶粒,细化马氏体组织的作用。组织细化是钢板韧性提高的主要原因。采用销-盘式摩擦磨损实验和SRV-4常温摩擦磨损实验方法两种实验评定了实验钢的耐磨性能。在较低接触应力(15-20N)条件下,钢板的耐磨性取决于钢板的硬度,因此,硬度无明显差别的NM400钢、V钢和V-HN钢的耐磨性差异不大,V-LN钢的耐磨性略低；在此条件下,显微切削磨损为主要的磨损机制。接触载荷提高至50N,耐磨性受钢板硬度与韧性共同的影响,具有优良强韧性匹配的V-HN钢耐磨性能最好,其次是V-LN钢、V钢,无钒的NM400钢最差；在此条件下,疲劳磨损和显微切削磨损是主要的磨损机制。