要生产出性能优良的超低碳烘烤硬化钢板,稳定控制钢板中的固溶碳含量是关键点,因此掌握钢板在不同工艺阶段下碳原子的行为规律具有重要意义。此次研究以Nb-Ti复合体系ULC-BH钢的奥氏体区和铁素体区的典型成分为例,通过热力学计算了热力学平衡态下奥氏体与铁素体区各元素的固溶和析出行为;进一步探讨了不同时效处理工艺对自由碳原子行为、钢板力学性能的影响规律。结果表明:通过热力学平衡态固溶析出规律建立了主要以Ti N、Ti C、Nb C、Nb N、Al N析出物为基础的计算模型,此模型同时适合于奥氏体相区和铁素体相区。利用模型研究了不同元素含量对奥氏体和铁素体基体内C、N、Nb、Ti含量的影响,这为估算ULC-BH钢的析出物和固溶碳的含量提供基础数据。不同固溶C含量的钢板,在相同的预应变和时效处理制度下,柯氏气团的形成快慢与固溶C含量无关;固溶C含量与BH2值呈线性关系;当柯氏气团形成完了时,固溶C含量为3.3×10-3%和2.0×10-3%的试样的BH2值分别为72MPa和42MPa,这表明De认为的“柯氏气团最大值时,BH2=30MPa”的说法不具有普遍性。预应变量分别为1%、2%和5%的钢板进行时效处理后,实验结果表明当固溶C含量一定时,位错密度越高,C原子偏聚距离越短,柯氏气团形成速度越快;但当柯氏气团达到饱和以后,位错密度越高,时效强化增量越小。此外,柯氏气团的形成同时受时效温度与时效时间控制,时效温度越高,柯氏气团的形成阶段所需时间越短,但此次研究中的3个实验钢板最终的BH2值相差不大。对比固溶C含量分别为3.3×10-3%和2.0×10-3%的钢板,经人工时效处理后,固溶C含量为3.3×10-3%的钢板出现了屈服平台,明显缩短ULC-BH钢的保质时间,因此为保证ULC-BH钢板抗自然时效性能,钢板固溶C含量不应过高。通过建立固溶析出热力学计算模型和深入探讨不同时效工艺所涉及的物理过程及微观机理,目标是为稳定控制ULC-BH钢优良的性能提供技术和理论参考。