目前我国机器人行业发展迅猛,但是在其产业化进程中,仍然面临许多问题,其中机器人用高性能谐波减速器因不能自给自足而长期受制于国外。基于这样的现状,本文以柔性齿轮钢为研究对象,着重研究了它的微观组织与力学性能之间的关系。本文所选材料为柔性齿轮40CrNiMo钢,对其进行了预淬火处理、等温淬火和不同温度回火。研究了奥氏体晶粒尺寸随奥氏体化温度的长大行为,探索了等温淬火参数以及回火温度对微观组织转变和力学性能的影响。目的是阐明Ms上下等温淬火对贝氏体相变及力学性能的影响规律,揭示Ms以下等温贝氏体相变机理以及贝氏体强韧化机制,对调控40CrNiMo马氏体/贝氏体多相组织配比和获得优异的力学性能具有重要的指导意义。本文综合运用了彩色金相技术、扫描电镜、硬度测试、拉伸以及冲击测试等手段研究了试样的微观组织和力学性能,并对冲击试样断口形貌和二次裂纹扩展路径进行了表征。（1）为获得合理的奥氏体化温度,研究了不同奥氏体化温度对40CrNiMo钢组织和性能的影响。结果表明,随奥氏体化温度的升高,奥氏体晶粒尺寸首先缓慢增长而后迅速长大。经1000℃高温淬火处理后,试样的带状偏析现象减弱,且偏析带上主要是未被腐蚀的马氏体组织,此时硬度为56 HRC。因此,40CrNiMo钢的最佳预淬火温度为1000℃。（2）预备热处理+等温淬火试样获得了贝氏体和马氏体混合组织,等温温度和时间影响着贝氏体和马氏体组织配比,进而影响最终的力学性能。由于先形成马氏体的引入,Ms以下等温淬火促进了随后贝氏体转变动力学过程,从而获得了细小的贝氏体组织,优化了材料性能。结果表明,相比于Ms以上等温淬火,280℃等温保持1h获得了体积分数为28%的先形成马氏体,此时试样的强度和韧性得到同时提升,并观察到该试样二次裂纹主要沿马氏体和贝氏体/先形成马氏体界面扩展。（3）对280℃等温淬火后的试样进行回火处理,揭示了回火温度对马氏体和贝氏体混合组织回火稳定性及力学性能的影响。500℃以下回火时,大量细小的碳化物析出,微观形貌仍然保持原来的板条状,实验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;当回火温度升高到600℃时,基体组织发生再结晶,组织转变为回火索氏体,此时强硬度最低,冲击吸收功高达147 J。（4）40CrNiMo钢经等温淬火+回火处理后,其综合力学性能优异。最佳的等温淬火工艺为870℃×1h+280℃×1h,随后500℃回火2h。此时屈服强度为1136 MPa,冲击功为76 J。