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随着社会发展,人们原来越关注能源危机以及环境污染。汽车作为世界上最普遍使用的交通工具,未来的主导设计就是实现车身轻量化,同时不损失其结构强度以保证安全。目前,最具希望的车用钢铁材料是第三代汽车用先进高强钢,它完美地将高强度与高塑性结合在一起,以达到环保节能、提高安全性的目的。本研究以低碳C-Mn-Al系热轧钢为实验材料,采用全自动相变仪模拟了淬火-配分(Q&P)热处理工艺,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描透射(STEM)等实验手段对Q&P热处理钢的微观组织进行分析,研究了Q&P工艺中配分温度(PT)以及配分时间(Pt)对钢中多相组织的影响,探讨了不同配分工艺下残余奥氏体、马氏体和析出物的变化规律,阐明了C以及合金元素Al、 Mn在配分过程中的扩散行为。主要研究结果如下：(1)实验钢在1200℃下保温30s即可保证完全奥氏体化,淬火后得到的马氏体组织尺寸细小,板条均匀。(2)随着配分时间的延长,显微组织中残余奥氏体的体积分数逐渐增大,在本研究设定的实验条件范围内,实验钢400℃配分20s后,残余奥氏体的体积分数可达18.7%。(3)400℃配分不同时间的实验钢中,残余奥氏体的形貌及位置随配分时间的不同而有一定程度的变化。1-10s的短时间配分时,残余奥氏体主要以薄膜状和离散点状分布于马氏体板条之间和马氏体基体。当配分时间超过10s后,残余奥氏体主要为宽约0.2μm的条纹状,主要分布于马氏体板条问及马氏体晶界处,马氏体基体上的残余奥氏体消失。(4)1-10s的较短配分时间内,马氏体板条宽度基本不随配分温度的变化而变化,宽度维持在0.30μm左右；随着配分时间的延长,马氏体板条宽度锐减,配分时间为15s和20s时马氏体板条宽度分别减小至0.20μm和0.11μm。这可能是由于C在配分过程中大量聚集在马氏体板条边界导致逆变奥氏体生成,从而使马氏体板条宽度减小。局部碳原子浓度偏高的区域,有少量的孪晶马氏体出现。(5) STEM结果表明,配分后C和Al元素在奥氏体与中富集,奥氏体周围的马氏体区域C、Al浓度显著降低。Mn和Fe元素在整个配分过程中没有出现富集现象,均为均匀分布在奥氏体和马氏体基体中。(6)400℃配分10s时,钢中出现少量的ε-碳化物,呈针状弥散分布,长度约为0.1μm～0.2μm；当配分时间达到15s以上后,有大量的针状和短杆状ε-碳化物析出,沿90°夹角方向弥散分布,长度从0.1-0.3μm不等。随着配分时间的延长,ε-碳化物呈现长大趋势。