本文将新型的BQP工艺应用于Mn-Si-Cr系无碳化物贝/马复相高强钢,通过优化其工艺获得了最佳的强塑韧性匹配,并同传统的贝氏体等温淬火(BAT)工艺及空冷淬火加回火(BQT)工艺一起进行了旋弯疲劳实验,研究了不同热处理工艺和不同夹杂物水平钢的疲劳性能。实验钢BQP工艺在淬火温度为200℃,配分时间为45 min时获得最佳的常规力学性能,抗拉强度达到1688 MPa,总延伸率为25.2%,强塑积达到了 42.6 GPa%。同传统的BAT工艺及BQT工艺组织相比,BQP工艺组织中含有较多(22%)稳定的亚微米级、纳米级薄膜状的残余奥氏体,且最初空冷淬火阶段形成的针状下贝氏体分割了原奥氏体晶粒,故而拥有最佳的力学性能。共做了 5组旋弯疲劳实验,其中电渣重熔钢BQP工艺疲劳极限为968 MPa,疲强比为0.573,电渣重熔钢BAT工艺疲劳极限为721 MPa,疲强比为0.479,电渣重熔钢BQT工艺疲劳极限为997 MPa,疲强比为0.523,未电渣重熔钢BQP工艺疲劳极限828 MPa,疲强比0.491,未电渣重熔钢BAT工艺疲劳极限729 MPa,疲强比0.484。BQP工艺试样表面缺陷的等效尺寸在10～42 μm之间,对应的应力强度因子在4～8 MPa(?)之间,表面缺陷的应力强度因子越大,试样疲劳寿命越低,细长条形表面缺陷对疲劳性能的危害大于凹坑形试样,且随着循环应力的增大,引起表面缺陷起裂的缺陷尺寸减小。夹杂物水平减低BQP工艺疲劳极限大幅提升,BAT工艺疲劳极限变化不大,夹杂物尺寸越小,夹杂物位置越靠近内部,夹杂物越不敏感。BQP工艺、BAT工艺、BQT工艺的临界夹杂物尺寸分别为17 μm,20 μm,9 μm,无碳化物贝/马复相高强钢与夹杂物的相容性远好于同等级别的回火马氏体钢。内部基体起裂试样裂纹萌生于晶界或相界处,并形成小刻面,刻面同水平面的夹角对疲劳寿命有所影响。BQP工艺、BAT工艺、BQT工艺的疲劳裂纹门槛值分别为,3.77 MPa(?),4.67 MPa(?),4.16 MPa(?),裂纹在疲劳断口 GBF 区内扩展的速率在2×10-9～10-6之间,且随着疲劳寿命的增加,裂纹的扩展速率越小。表面起裂向内部起裂转变的临界条件为内部裂纹萌生扩展的应力强度因子先达到疲劳裂纹门槛值。