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针对贝氏体钢的强度已得到大幅度提高，但韧性的改善不够理想的现状。本文通过大量的试验研究分析，对系列低碳、超高强度贝氏体钢（LCUHSBS），通过联合使用硅、锰、镍等合金元素并有效地控制相变温度、冷却速率与回火参数，得到组织细化，强韧配合优化的新的贝氏体钢种。 利用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高倍透射电子显微镜（HRTEM）等分析并测试了贝氏体钢的显微组织与晶粒尺寸，采用X射线衍射和磁性分析法测量AR的体积分数，分别在AG-25 TA万能材料试验机及JB-30 B冲击试验机上进行拉伸变形及AKV的测定。结果表明： （1）对系列低碳超高强度贝氏体钢，通过添加硅、锰、镍等合金元素并有效地控制相变温度、冷却和回火参数，不仅BF的含碳量过饱和，而且由于位错的运动导致了超细晶粒的形成。 （2）对低碳超高强度贝氏体钢，加入适当的硅元素能完全抑制脆性渗碳体的析出，这对改善钢的韧性非常有利。 （3）通过有效地控制相变温度、冷却速率与回火参数等，将钢中超细晶粒尺寸细化到18nm以下并增加了铁素体与AR间的边界面积，结果抗拉强度提高300MPa。 （4）不仅BF的含碳量过饱和，而且钢的显微组织显著细化。所有这些确保了新研制的系列贝氏体钢有更佳的强韧性配合。 （5）新提出的相变、冷却与低温回火工艺不仅消除了残余内应力，而且通过增加AR的含碳量大幅度改善其稳定性。与同强度的高级马氏体钢及相近强度的贝氏体钢相比，冲击吸收能(AKV)提高三倍以上。 （6）在AR薄膜弥散分布方面，其方向上的弥散分布是一个不可忽视的重要因素，同时AR膜的长度较小（≤6μm），是成倍提高冲击吸收能的重要原因。 （7）由于钢中不存在碳化物和不稳定的块状AR，且AR只以薄膜形式出现，进一步改善了钢的强韧性结合。又实验发现的BF板条中存在切变单元和其内部的胞状结构（即超细晶粒）两代晶粒，与最新的理论分析结论相一致。 此外还讨论了改变奥氏体化温度和奥氏体化时间对贝氏体转变和贝氏体组织形态产生影响，以及贝氏体铁素体的形貌。