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本文就锻后热处理态Cr5大型锻钢支承辊截取试样，运用扫描电镜及其附带的能谱仪、透射电镜、X射线衍射仪、拉伸和冲击试验机以及硬度计研究了Cr5钢的组织、化学成分、物相及其力学性能。结果显示：Cr5钢(锻后热处理)存在较严重的点状偏析，其实质是富Cr、Mo、Mn碳化物的异常聚集；点状偏析处异常聚集的碳化物形貌多样，且尺寸较大并呈无规律分布；类型有复杂六方和正交点阵的M7C3、复杂立方的M23C6以及正交点阵的M3C2碳化物，其中复杂六方点阵的M7C3与基体存在(110)K//(011)α、[0001]K//[011]α的晶体学位向关系，M23C6与基体的晶体学位向关系为(511)K//(011)α、[116]K//[011]α；点状偏析处显微硬度较之附近区域偏高。淬火后碳化物部分溶入基体，未溶碳化物以细小颗粒状分布于马氏体上；碳化物的溶解量随温度的升高和保温时间的延长而增加，970℃时，碳化物大部分溶解；保温开始阶段，碳化物溶解速率较快，随时间的延长溶解速率减慢，超过60min时，溶解速率趋于零；Cr5钢硬度随加热温度的升高和保温时间的延长先增加后降低，970℃加热保温60min硬度达到峰值为55.4HRC。将970℃加热保温60min后淬火试样进行回火。随回火温度的提高和保温时间的延长， Cr5钢的塑韧性提高、强硬度降低，540℃保温120min，Cr5钢达到较为理想的综合力学性能：σb为1429.88MPa，φ为2.90%，Ak为146.1J，硬度为44.57HRC，此时Cr5钢组织还未粗化。Cr5钢组织和碳化物随着加热温度的提高或保温时间的延长而粗化；保温120min，加热温度为540℃时，Cr5钢碳化物尺寸较小、形貌单一；碳化物类型转变为正交点阵的M7C3，且与基体存在(113)K//(200)α、[512]K//[011]α的晶体学位向关系；回火温度升高到560℃时， Cr5钢仍有部分组织保持板条马氏体形态，且成板条马氏体束形态分布，两相邻板条之间有(110)M1//(110)M2，[111]M1//[001]M2的晶体学位向关系。通过材料热力学理论计算了不同温度下M7C3、M23C6和M3C2碳化物的形成吉布斯自由能变(ΔrG)以及转变摩尔焓变(ΔH)和吉布斯自由能变(ΔG)。结果显示：温度在650K以上时，M7C3的稳定性最好，M23C6的稳定性最差；温度在813K和833K下，合金元素均匀化过程中，M23C6较之M3C2更易发生点阵改组生成M7C3。