作为淬火＆分配（Quenching and Partitioning,Q＆P）工艺的改进,淬火-分配-回火（Quenching-Partitioning-Tempering,Q-P-T）工艺可以使得超高强度钢具有更好的强度和塑性平衡。自我们课题组徐祖耀院士于2007年提出Q-P-T工艺以来,已经对低碳和中碳低合金Q-P-T马氏体钢进行了系统的研究。Q-P-T马氏体钢的强度和塑性随含碳量从低碳到中碳的增加而提高。Q-P-T钢的强度和塑性是否可以通过增加碳到高碳范围而进一步提高,是一个值得进一步研究的问题。此外,Q-P-T工艺还缺乏工艺设计理论模型,Q＆P工艺碳约束平衡（Constrained Carbon Equilibrium,CCE）热力学模型不能保证残留奥氏体体积分数(Volume Fraction of Retained Austenite,VRA)及其碳含量（Carbon content in Retained austenite,Cγ）预测的准确性。为此本文建立了具有双界面（马氏体/碳化物和马氏体/奥氏体）迁移的QPT-LE（局域平衡）热动力学模型用于Q-P-T钢的设计。开发出了具有目前最高性价比的素化高碳Q-P-T钢,并且揭示了其高强塑性的机理。论文的主要结论如下:首先在考虑奥氏体分解和碳化物析出的基础上,建立了双界面（马氏体/碳化物和马氏体/奥氏体）迁移的QPT-LE（Local Equilibrium）模型,用于预测奥氏体体积分数及其碳含量在分配/回火过程中的演化。与不考虑碳化物析出和界面迁移的CCE热力学模型和不考虑碳化物析出的QP-LE热动力学模型相比,QPT-LE模型能更好地预测高碳Q-P-T钢中VRA和Cγ。此外,通过QPT-LE模型揭示了碳化物析出对VRA和Cγ的影响,而考虑碳在位错偏聚的影响可以进一步提高碳化物分数的预测精度。其次,设计了一种高碳钢（Fe-0.67C-1.48Mn-1.53Si-0.038Nb（wt.%））,并采用Q-P-T工艺进行了处理。将高碳钢在810℃进行奥氏体化360 s,然后在170℃盐浴中淬火,然后在另一个400℃盐浴中分配/回火600 s,最后在水中淬火至室温。这个样品被简称为170℃ Q-P-T钢。170℃ Q-P-T钢的强度为1600 MPa,伸长率为28.8%,强塑积（Product of Strength and Elongation,PSE）为46GPa%。此外,该高碳Q-P-T钢具有很高的性/价（强塑积/原料价格）比。同时,我们通过从低碳至高碳含量的增加相继提高了钢的强度和塑性,实现了研究者百年的追求。在该素化高碳Q-P-T钢中的研究中,再次发现了位错越过马氏体/奥氏体界面（Dislocations Across Martensite/Austenite Interface,DAMAI）现象及其增塑效应,在2011年此现象被命名为残留奥氏体吸收位错（Dislocation Absorption by Retained Austenite,DARA）效应,以突出残留奥氏体的增塑作用,本文重新命名为DAMAI效应,直示其本义。通过原位动态拉伸透射电镜（in situ Transmission Electron Microscopy,in situ TEM）观察,从实验上直接证明了DAMAI现象的存在,并通过分子动力学（Molecular Dynamics,MD）模拟从理论上进一步证实了DAMAI现象。DAMAI效应使马氏体“软化”,明显提高了马氏体的变形能力,并显著提高了钢的塑性。由此,我们提出了一种基于DAMAI效应的高强度马氏体钢塑性增强新策略,即平衡残留奥氏体体积分数和力学稳定性,增强DAMAI效应,并且尽可能降低应变诱发马氏体相变。最后通过系统地定量表征低碳和中碳Q-P-T钢的微观组织含量（包括残留奥氏体和碳化物）和Cγ,进一步验证QPT-LE模型的普适性。QPT-LE模型对中低碳Q-P-T钢微观组织分数和Cγ的预测精度明显高于未考虑界面迁移和碳化物析出的CCE热力学模型和未考虑碳化物析出的QP-LE模型。并且得到重要的结论:碳化物析出影响VRA,而界面迁移影响Cγ。当碳化物/马氏体界面碳含量为零时,QPT-LE模型退化为QP-LE模型,因此,QPT-LE模型可用于Q-P-T钢和Q＆P钢的设计,这是QPT-LE模型普适性的另一表现。总之,我们所建立的QPT-LE模型将成为Q-P-T钢和Q＆P钢工艺和组织设计的新工具。基于DAMAI效应的高强度马氏体钢塑性增强新策略为其他高强塑性马氏体钢的开发提供了一条新途径。