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传统的Ni系低温钢Ni含量高,合金化成本高,降低Ni含量成为低温钢的一个重要发展方向。而钢中稳定奥氏体的存在能明显提高钢的韧性水平,此类奥氏体主要是在回火过程中生成的,因此回火工艺对低温钢的组织和力学性能影响较大。另一方面,低温钢的力学性能与钢中亚稳奥氏体的稳定性密切相关。本文以新型节Ni低温钢(5.5Ni钢3.5Mn钢与Mn-Ni系合金钢)为研究对象,分别研究了回火工艺对节Ni低温钢组织演变和力学性能的影响以及影响亚稳奥氏体稳定性的因素。利用XRD、SEM及TEM等方法研究了不同回火温度下5.5Ni钢中逆转变奥氏体含量、形貌和尺寸等的变化,探讨了回火温度对5.5Ni钢力学性能的影响规律。580～600℃回火,试验钢的抗拉强度与屈服强度变化不明显,620℃回火后,抗拉强度有小幅提高,屈服强度却有大幅降低,延伸率持续升高。在580～620℃回火,随着回火温度的升高,5.5Ni钢中的逆转变奥氏体体积分数虽逐渐增加,冲击功却不断降低。5.5 Ni钢低温韧性的优劣不仅取决于逆转变奥氏体的含量,更取决于逆转变奥氏体的形态及其稳定性。钢中存在着两类逆转变奥氏体,一类是片层状,宽度为20 nm,长度不一,有利于提高钢的低温韧性；另一类是块状,呈团簇状分布,尺寸200 nm左右,对钢的低温韧性有害。稳定程度高,且细小均匀弥散分布的片层状逆转变奥氏体是580℃回火后冲击功高达148J的主要原因。利用OMXRD、EBSD等方法研究回火时间对3.5Mn低温钢组织和力学性能的影响,探讨回火过程中板条马氏体的再结晶行为。轧态试样在回火过程中板条马氏体部分发生再结晶,且随着回火时间的延长,再结晶晶粒越多,而轧态钢板经过淬火热处理,在进行回火热处理后仍保留马氏体板条结构,即使保温时间长达100h,板条马氏体也很少发生再结晶。马氏体的再结晶行为与回火前的状态等相关,回火前是轧态的试样,板条马氏体发生再结晶的几率就越高。回火之前,试样的硬度值均较高,经回火热处理后,硬度值均急剧下降,且轧态试样经过回火热处理后,其硬度值下降速率更快。利用XRD及EBSD等方法探讨回火温度,奥氏体的形貌、分布、尺寸以及稳定化元素的含量等对Mn-Ni钢中奥氏体稳定性的影响。随着回火温度的升高,逆转变奥氏体体积分数先升高后下降,且650℃回火试样中的逆转变奥氏体极不稳定。位于小角度晶界上或马氏体板条间的逆转变奥氏体稳定性最高,大角度晶界上次之,位于大角度三叉晶界处的最不稳定。在大角度三叉晶界处,逆转变奥氏体晶粒尺寸越小,其稳定性越高。逆转变奥氏体的稳定性还与其中的C、Mn与Ni等稳定化元素的含量相关,稳定化元素的含量越高,奥氏体稳定性越高。