向钢中加入Mo、V、Ti之类的强碳化物形成元素,虽可有效地抑制奥氏体晶粒长大、细化晶粒,但生产成本较高。而像Al2O3、Ti O2之类的氧化物也具有很高的热稳定性,如果能将其细小颗粒均匀分布于钢中,也能发挥细化晶粒的作用。本课题在首先制备氧化物添加“中间合金”的基础上,制备了氧化物添加的45碳素结构钢和高碳低合金钢,研究了氧化物颗粒对材料组织、力学性能和高温热变形性能的影响,得出以下结论:（1）以含有氧化物的中间合金为炼钢原材料,能够使添加的氧化物颗粒在钢熔炼过程中,有效碎化为纳米级粒子（20～50 nm）,且氧化物的吸收率为33.5%。这些纳米氧化物颗粒作为形核质点,能有效细化钢的组织。使45钢的晶粒度由7级变为10级。且氧化物添加45钢有效淬透半径>10.5 mm,约是普通45钢的4倍。所形成的马氏体束平均尺寸约是8.7μm,马氏体块的平均尺寸为0.71μm。与普通45钢相比,这两个数值分别减小了30%和31%。调质处理后,与普通45钢相比,在硬度和塑性相近的条件下,氧化物添加45钢屈服强度至少提升53%、抗拉强度至少提升20%以及冲击功至少提升56%。其中,850°C淬火+620°C回火的氧化物添加45钢力学性能为Rel=773MPa,Rm=830 MPa,Akv=140 J,A=19.6%,Z=65%,HRC20。这些性能指标与普通45钢相比,屈服强度提升约53%,抗拉强度提升约20%,冲击功提升约97%。（2）在高碳低合金钢中添加氧化物有助于细化珠光体组织,铝的加入更有利于抑制网状渗碳体的形成,并且在球化过程中更易于获得细小球状碳化物。UHCS-1.8Cr钢经850°C淬火+680°C×2h回火处理能够得到尺寸细小的碳化物和铁素体组织。这一组织的钢仅在700℃具有超塑性（m>0.3）,以5×10-4s-1应变速率变形的伸长率为351.9%。UHCS-1.8Cr-1.5Al钢850°C淬火后,在620°C和660°C两个温度回火均能获得铁素体基体上分布均匀的碳化物颗粒。其中,620°C回火样品的碳化物颗粒尺寸仅为0.25μm,它在750°C,5×10-4s-1应变速率下变形,具有604.4%的超高伸长率,较660°C回火试样提高约20%。该样品在725°C～775°C区间变形的激活能为207.9k J·mol-1,m值均大于0.3,且750℃变形的m最大（0.46）,说明该样品在此温度下进行变形具有良好的抗颈缩能力。总之,采用中间合金方式向钢中加入氧化物纳米颗粒是一种有效改善材料室温力学性能和高温变形性能的有效途径。