与传统的再加热淬火工艺相比,超快冷工艺消除了离线重新加热和淬火,降低了成本并缩短了工艺流程,同时由于减少合金元素含量而降低了碳当量,改善了焊接性能。此外,更为重要的是通过超快冷可提高钢的强韧配合。本文围绕与超快冷过程相关的工艺条件,探讨其对实验钢组织性能的影响。采用物理模拟技术和实验室热轧技术相结合的方法,对一种低合金高强耐磨钢的超快冷工艺进行了以下几方面的研究：(1)采用单道次压缩变形方法,测定了实验钢的应力—应变曲线,确定了实验钢动态再结晶激活能,研究了变形温度、变形程度、变形速率对奥氏体变形行为的影响,并建立了实验钢变形抗力模型。采用双道次压缩实验方法,研究了实验钢奥氏体在热变形后等温保持时间里的静态再结晶行为,绘制了静态软化率曲线。由静态软化曲线得到实验钢的再结晶终止温度约为950℃。通过工艺模拟,可以看出,第二阶段控轧的开轧温度在950℃时硬度较高,而且轧后在较短的时间内快速冷却,可以得到较高的硬度。(2)在实验室利用热轧实验,研究轧制工艺对超快冷工艺下实验钢的组织性能的影响。第一次轧制实验表明,精轧开轧温度设定在950℃时,具有良好的强韧性匹配。第二次轧制实验时,采用粗轧开轧温度为1050℃,精轧开轧温度为950℃,轧后立即进行超快冷至室温,随之离线回火。结果表明,在300℃回火时,实验钢的力学性能具有较好的匹配。通过透射电镜观察可以看出,随着回火温度的提高,板条马氏体中的位错密度有效地降低,马氏体板条变得不清晰,ε-碳化物开始析出并长大。(3)对超快冷过程,设定了不同的开冷温度、终冷温度和冷却速率,研究其对组织性能的影响。结果表明,随着开冷温度的降低,实验钢的强度、韧性均先降低,后升高。硬度一直在降低。通过组织分析表明,随着开冷温度的降低,压扁的奥氏体晶粒发生一定的回复,位错密度逐渐降低,同时发生多边形化。随着终冷温度的升高,实验钢的强度和硬度逐渐降低,冲击韧性先升高,然后降低,然后升高后再降低。可以实现不同级别耐磨钢的柔性化轧制。终冷温度在300℃时,马氏体中间生成了一定量的贝氏体,同时自回火程度较高,韧性较好。冷却速率为30℃/s时,组织中生成了部分贝氏体组织,力学性能整体下降。