近年来随着汽车工业的飞速发展,汽车工业逐渐向轻量化兼具安全性的方向转型。汽车市场对第三代汽车钢,即兼具超高强度与延伸性的新型钢材需求日益旺盛。由英国剑桥大学H.K.D.HBhadeshia团队提出的纳米贝氏体钢,以其良好的高强度与高塑性可以有效降低汽车自重,同时提升整车的安全系数,市场前景广阔。目前国内外对于改进传统纳米贝氏体钢,在保留其优异力学性能的同时可以适用于大规模工业化生产,还处于基础研究阶段,相对理论分析与工业推广还不够成熟。所采用的研究手段主要为热膨胀模拟,利用盐浴炉进行离线多步热处理研究等方式。本文以中碳纳米贝氏体钢成分为研究对象,通过Thermo-calc计算、CCT曲线的测定,热轧离线多步热处理的方法对新型纳米贝氏体原型钢进行了拉伸试验与显微组织等研究。并在此基础上对设计的新型纳米贝氏体原型钢进行在线热轧直接淬火后保温的工业试制。所得主要结论如下:(1)经过两步贝氏体等温转变工艺,实验钢屈服强度814MPa,抗拉强度1030MPa,延伸率 39.5%,强塑积 40685MPa%。(2)单步等温热处理,贝氏体板条随着贝氏体等温温度的降低而下降,实验钢的屈服强度与抗拉强度随贝氏体板条尺寸的降低上升。贝氏体等温转变温度的升高,残余奥氏体体积分数增多,延伸率上升。(3)单步等温热处理保温不同时间,实验钢的抗拉强度,随保温时间的延长而降低,延伸率随保温时间的延长而增加。贝氏体的长大过程伴随着碳元素的扩散,短时间保温碳元素的扩散程度低,块状的残余奥氏体因碳元素扩散不充分,导致热稳定性低,冷却的过程中,发生马氏体相变形成马奥岛,降低延伸率。(4)两步贝氏体等温转变,可以生成更多的贝氏体铁素体组织,将块状残余奥氏体分解成为尺寸更小的残余奥氏体。同时提升残余奥氏体中的碳含量与机械稳定性,使之可以连续发生TRIP效应,提升实验钢的延伸性。(5)裂纹易于沿单步等温热处理后,块状残余奥氏体周边的原始奥氏体晶界进行扩展,经两步贝氏体等温转变后,形成尺寸较小的的残余奥氏体组织,降低裂纹扩展的能力,提升实验钢塑性。