AM355钢是一种半奥氏体沉淀硬化不锈钢,兼具良好的加工性、耐蚀性、强度与塑韧性,主要应用在航空航天领域。本文中的试验用AM355钢成分已经确定,通过热处理工艺调整对其进行性能进行优化,所采用的热处理工艺为五步法热处理工艺,其中第一步固溶处理制度,第二步深冷处理制度,第四步二次深冷处理制度均已经确定。作者采用高分辨透射电子显微镜、扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪、相变仪等设备,系统研究第三步调整处理温度与第五步时效处理温度对AM355钢的力学性能与微观组织的影响,测定了不同热处理制度下钢的力学性能、奥氏体含量、析出相类型与数量,Ms点温度与Mf点温度,观察了微观组织形貌,断口形貌,分析讨论了相应的微观组织与力学性能之间的内在关系,确立了合理的调整处理温度与时效处理温度范围,为AM355钢的工程应用提供了试验数据和技术支持。AM355钢不同调整处理温度下试样的力学性能与微观组织的研究结果表明,调整处理温度较低时,调整处理后存在较多高温析出相,主要类型为M23C6相,导致钢中固溶元素过饱和度降低,时效处理时析出的析出相的量较少,析出相尺寸较大,不能起到很好的沉淀强化作用,调整温度过高时,Ms点、Mf点温度较高,调整处理后残留奥氏体量较多,二次深冷处理后依然有一定数量的残留奥氏体,导致时效处理后奥氏体量较多,屈服强度较低,仅在调整温度为950℃时,二次深冷处理后奥氏体向马氏体的转变较为完全,时效处理可以析出大量弥散细小的析出相,选取为最优调整处理温度。AM355钢不同时效处理温度下试样的力学性能与微观组织的研究结果表明,时效处理温度在450℃时,出现时效峰,强度达到峰值,但此时塑韧性较差;时效处理温度在520～540℃温度范围,大量细小的Cr2N相析出产生沉淀强化效果,一定量的逆转变奥氏体提高了塑韧性,得到了最优的强度与塑韧性配合,选取为最佳的时效处理温度范围。时效处理温度在540～625℃温度范围,钢中大量逆转变奥氏体的形成且钢中析出相发生熟化作用,强度不断降低;时效处理温度在650～700℃温度范围,发生了逆转变奥氏体向马氏体的相变,强度略有提高,冲击吸收能量略有降低。此外,通过对经过不同热处理工艺处理后的试样的拉伸过程中的真应力应变曲线分析得出,若钢中存在适当稳定性的奥氏体,在拉伸时会发生Trip效应,加工硬化率-真应变曲线表现为S型曲线,随真应变的增加,加工硬化率不是单调下降的,会出现一个回升的过程,可提高钢的均匀塑性变形能力。