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钢铁一直被公认为是高能耗,高排放行业,也是突破能源、资源和环境瓶颈的重要手段。当今社会经济低迷,对钢铁材料性能的要求也越来越高。外加颗粒改善钢铁材料性能的方法有诸多优势,改善钢铁材料性能主要是对钢铁进行强化,包括:位错强化、细晶强化、固溶强化以及第二相粒子强化。本文主要研究了第二相粒子强化,选用(NbTi)C作为强化相颗粒,在熔炼过程中加入到中碳钢溶液中,达到了细化钢铁组织和强化力学性能的效果。采用机械激活热合成方法制备纳米(NbTi)C/Fe复合粉末,并以电子显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜等为分析手段,研究纳米(NbTi)C颗粒对45钢铸态组织和性能的影响。结果表明:机械激活热合成法能快速制备纳米(NbTi)C/Fe复合粉末,(NbTi)C的颗粒尺寸约为50~200 nm,并均匀地分布在Fe基体中。在45钢熔炼过程中添加纳米(NbTi)C/Fe复合粉末,纳米(NbTi)C易于在液相中均匀分散,起到了第二相强化的作用。纳米(NbTi)C颗粒显著细化45钢铸态组织,在粒添加量为0.71 wt%时,铁素体晶粒尺寸为19.6μm,减小为原钢的1/9。随纳米(NbTi)C颗粒含量的增加,45钢的硬度和强度升高。通过对不同含量(NbTi)C的45钢正火处理,研究正火对外加颗粒强化45钢组织与性能的影响规律。主要结果如下:与铸态结果相比,正火显著细化了试验钢的组织,增加组织均匀性。但正火工艺对外加颗粒强化45钢的强度及硬度影响不大。同种工艺条件下,随着(NbTi)C颗粒添加量的增多,45钢组织得到细化,强度升高。硬度变化呈抛物线规律,在(NbTi)C添加量为0.28 wt%时最大。