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纳米结构超级贝氏体钢是兼具超高强度，良好塑性与韧性的一类重要高性能钢铁结构材料。钢中纳米级的贝氏体铁素体和超高的位错密度对于其强度起了决定性作用，对塑性和韧性起主要作用的则为贝氏体铁素体板条之间的薄膜状残留奥氏体。为了确保贝氏体铁素体厚度足够小，往往使用很高的C含量降低BS和MS温度，从而使贝氏体反应能够在较低的温度进行。为了克服高碳所带来的材料制备过程中的脆性和不良焊接性等缺点，本文选用中碳高硅成分设计研究超高强度贝氏体钢。利用Gleeble3500热模拟机测定试验钢的相变点；利用OM、SEM、TEM、XRD等分析手段研究其微观组织、相分数；利用显微硬度仪、万能试验机、冲击试验机、磨损仪等测试手段研究其力学性能。探索中碳超高强度贝氏体钢中组织特征及其对力学性能的影响。本文主要的内容如下：在300-360°C等温转变，形成了超细贝氏体铁素体板条（150-230nm），薄膜状残留奥氏体和块状马氏体/奥氏体的复合组织。随着等温温度的降低，块状M/A组织尺寸和贝氏体铁素体板条厚度减小。残留奥氏体体积分数为20.0-27.7vol.%，抗拉强度为1324-1391MPa，延伸率达到11.7-16.6%，室温Charpy-V缺口冲击达到了34.4-39.0J。中碳钢多步等温贝氏体转变实验结果表明，多步等温贝氏体工艺可以有效细化贝氏体组织从而提高其力学性能。块状M/A组织明显减小和细化，并且贝氏体铁素体平均板条厚度也减小。抗拉强度从1380MPa提高到1565MPa，延伸率从11.7%提高到12.6%，室温Charpy-V缺口冲击从39.0J提高到45.0J。通过多步等温贝氏体转变，中碳贝氏体钢中也可以得到部分纳米结构贝氏体组织。中碳贝氏体钢和Q-P（淬火-碳分配）钢耐磨试验结果表明，贝氏体钢和Q-P钢都具有较高初始硬度（458HV1和471HV1），并且在磨损过程中硬度都会增加，但Q-P钢具有更多的奥氏体含量，TRIP效应更明显，硬化能力更强，导致磨损表面具有更高的硬度和更厚的变形层。