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采用万能拉伸试验机、示波冲击能量测试仪、光学显微镜和X射线分析仪对不同热处理工艺后的10CrNi3Mo钢板的力学性能、组织形貌、尺寸变化以及残余奥氏体含量进行了系统研究。结果表明：与传统调质工艺相比，经过二次淬火处理后10CrNi3Mo钢的综合力学性能明显改善，屈强比由0.90以上下降到0.85左右，-84°C冲击功及断口纤维率也得到较大提高；同时，试样的尺寸发生了较明显的变化，试样在厚度方向减薄，而在宽度和长度方向上增加，经分析这与试样中残余奥氏体的含量有较大关系。