弹簧钢作为极其重要的机械设备基础器件,种类多样且社会需求量大。近年来,随着交通运输业向现代化和高速化方向快速发展,拥有高强度、足够的塑性、较高的韧性和抗低温性能的弹簧钢成为新的需求。所以本文以60Si2Cr V,60Si2Cr Mo V和60Si2Cr Mo VAl三种弹簧钢为研究对象,通过热处理工艺调控,获得了超细贝氏体组织,系统的研究弹簧钢中贝氏体相变动力学和微观组织的变化规律,揭示了超细贝氏体组织对弹簧钢常规力学性能的影响规律。经贝氏体工艺处理后,60Si2Cr V钢的组织由回火索氏体组织转变成超细贝氏体铁素体与残余奥氏体组成的混合组织,贝氏体铁素体板条尺寸为62 nm。试验钢的硬度和强度在与传统工艺相当的情况下,其韧性达到90 J/cm~2,比传统回火索氏体工艺韧性提高2倍。这主要是因为超细的贝氏体铁素体和残余奥氏体的结合,能显著增加组织中的相界面,在外加载荷作用时,薄膜状残余奥氏体能有效缓解微裂纹形核和扩展。此外,超细的贝氏体板条,显著增加了细化强化、韧化的作用。经过350℃等温处理获得的超细贝氏体组织具有较高的稳定性,经-80℃深冷处理后,其组织中残余奥氏体也无明显变化。60Si2Cr Mo V钢经等温淬火处理后,组织主要由贝氏体铁素体和残余奥氏体构成。随着等温温度从250℃升高至370℃,贝氏体转变量逐渐减少,残余奥氏体含量逐渐从9.0%增加至30.4%。试验钢抗拉强度由2122 MPa降低至1448 MPa,冲击韧性先升高后降低。经综合性能对比,在350℃等温2 h,60Si2Cr Mo V钢能够获得最佳力学性能,其屈服强度为1120 MPa、抗拉强度为1527 MPa、延伸率为19.3%和冲击韧性为61 J/cm~2。对于60Si2Cr Mo VAl钢,随着等温温度的升高,贝氏体铁素体和残余奥氏体组织逐渐粗化,贝氏体铁素体板条尺寸由41.4 nm增加至111.7 nm,薄膜状残余奥氏体尺寸由13.4 nm增加至47 nm。等温温度高于350℃时,残余奥氏体含量较高、组织过于粗大且存在大块M/A岛,导致其性能降低。