低温贝氏体钢优良的强韧性使其具有很高的研究价值和广阔的发展前景。本论文的研究目的是讨论热处理工艺和合金元素(碳和钒)对低温贝氏体钢组织及性能的影响。应用金相显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),电子背散射衍射(EBSD),X射线衍射(XRD),电子探针显微分析(EPMA)等观察和分析手段,对实验过程中样品的微观组织形貌进行观察和分析。实验探索了一步贝氏体等温时间对实验钢贝氏体的相变影响,对比了一步贝氏体等温处理与多步贝氏体等温处理以及深冷处理条件下实验钢的组织及其力学性能的差异。同时对碳、钒含量不同的两组实验钢在相同多步贝氏体等温条件下的组织及冲击磨料磨损性能进行了分析和比对。主要研究结果如下:1、贝氏体相变是不完全相变,在300℃等温条件下,增加贝氏体等温时间,实验钢中贝氏体含量不断增加,当等温时间达到5小时后,继续增加等温时间,贝氏体含量无明显增加。2、实验钢经一步贝氏体等温和多步贝氏体等温,其组织均包含块状残留奥氏体,贝氏体铁素体以及在贝氏体束之间存在的薄膜状残留奥氏体。经多步贝氏体等温处理,塑韧性最优,其强塑积达到了19.66 GPa·%,同时U型冲击吸收功达到了80 J。3、0.3C实验钢相较于0.4C实验钢,薄膜状残留奥氏体与块状残留奥氏体中碳含量的差值升高了0.177 wt.%,同时塑韧性有所提升,其强塑积提升了30.6%,U型冲击功吸收功提升了14 J。4、冲击磨料磨损过程中,0.3C实验钢和0.4C实验钢均发生了TRIP效应,其中0.3C实验钢在残留奥氏体含量降低5.7%的基础上,其表面硬度提升127 HV1,而0.4C实验钢在残留奥氏体含量降低了6.5%的同时其表面硬度仅提升了63 HV1。这说明0.3C实验钢中残留奥氏体更加稳定,且冲击磨料磨损过程中,表面硬化效果更加显著。