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本文设计并研制了一种中碳Si-Mn-Cr-Mo系低温贝氏体高强钢。利用膨胀法和金相法测定了相变临界点和TTT曲线,并依据该曲线制定了等温转变工艺。设计了在260℃盐浴处理不同的等温时间,得到了该钢的低温贝氏体转变动力学。通过改变等温淬火温度,得到不同尺寸的低温贝氏体组织,并测试了其力学性能。实验钢经20kg真空感应炉熔炼-铸锭-锻造等过程,得到厚度为30mm的板材。板材经降硬度退火后,切割加工成拉伸试样和热处理用试样。用膨胀法和金相结合方法测定了实验钢的TTT曲线和临界点。Ac3=918.9℃,Ac1=715.5℃,Ms=317℃。贝氏体转变区鼻子温度为300℃,孕育期为70s,转变终了时间为2?10~4s。根据实验钢的TTT曲线设计了两种热处理工艺:950℃奥氏体化后空冷到400℃左右入盐浴等温淬火,盐浴温度分别为220℃、240℃、260℃、280℃、300℃,盐浴时间为6h;盐浴温度为260℃,盐浴时间分别为0s、40s、5min、30min、60min、90min、120min、180min、360min。经过对试样的宏观力学性能测试和微观组织的观察,第一种热处理工艺下,等温温度为260℃时,其抗拉强度、屈服强度、强塑积、硬度都达到了最大值,分别为1730MPa、1110MPa、52.1GPa%、53.2HRC。在钢中含有的板条状的贝氏体铁素体组织和薄膜状的残余奥氏体组织使得钢具有良好的强韧性。第二种热处理工艺下,盐浴时间为5min时硬度达到最大值,为53.6HRC,在90min时硬度达到最小值,为47.7HRC。实验钢在前期出现马氏体组织,90min时全部转变为贝氏体组织。等温淬火温度从220℃增加到260℃时,冲击功逐渐增加,并达到63.9J;等温温度为280℃时,冲击功开始下降,300℃时,冲击功快速下降。当转变温度从300℃增加到400℃时,冲击功从40.2J降低到10.8J,与上贝氏体的形成恶化力学性能有关。采用EBSD方法测定了残余奥氏体含量。实验钢在280℃下所含残余奥氏体的量最高,为11.8%,在240℃时所含残余奥氏体的量最少,为7.18%,残余奥氏体的形状也会影响钢的强韧性。