随着强磁场技术的快速发展,强磁场下Fe-C合金固态相变逐渐引起了材料研究者的关注。尤其是强磁场下的Fe-C合金扩散型固态相变的组织演化机制成为研究热点之一。因此,本文选择Fe-0.155%C合金和Fe-0.494%C合金为研究对象,通过改变奥氏体化温度、磁场作用时间、磁感应强度以及磁场梯度等参数,进行无磁场、均恒磁场和梯度磁场下热处理退火实验研究。并借助金相显微镜、EBSD和拉伸等检测手段,研究了先共析铁素体的显微组织形貌和晶体学取向关系,讨论了不同的显微组织形貌与力学性能之间的关系。系统的研究了不同磁场条件和不同热处理工艺下Fe-C合金形成排列组织演化规律及其形成机理,这对丰富强磁场材料科学理论具有重要意义。强磁场下不同工艺和不同磁场条件下退火热处理,可以促进Fe-0.155%C合金和Fe-0.494%C合金中的先共析铁素体晶粒形成沿磁场方向伸长生长且呈链状排列的组织形貌。虽然强磁场下先共析铁素体出现了在显微组织上的择优分布,但是先共析铁素体在晶粒体学取向上没有出现沿磁场方向的择优取向。均恒强磁场下,提高奥氏体化的温度,Fe-0.155%C合金和Fe-0.494%C合金中的先共析铁素体的链状排列程度降低,同时先共析铁素体的含量降低。而提高磁场强度和延长在居里点温度以下的磁场作用时间,可促使Fe-0.155%C合金和Fe-0.494%C合金中的先共析铁素体的链状排列程度增加,同时先共析铁素体含量升高。此外,先共析铁素体的链状排列程度随含碳量的升高而减弱。均恒强磁场下,先共析铁素体晶粒形成沿磁场方向伸长长大且呈链状排列组织的原因是由磁偶极子相互作用和退磁场产生的退磁场能共同影响的。其中影响链状排列程度的因素中磁偶极子的相互作用大于退磁场能的作用。与均恒强磁场相比,梯度强磁场下Fe-0.155%C合金和Fe-0.494%C合金中的先共析铁素体的链状排列程度进一步增强,其先共析铁素体含量都略有提高。梯度强磁场下由于磁化力的作用而产生的转矩,使沿磁场方向分布的先共析铁素体晶粒数量增多,磁偶极子之间的相互作用增强,使先共析铁素体的链状排列程度进一步增强。梯度强磁场下先共析铁素体晶粒沿磁场方向伸长长大且呈链状排列程度更显著的原因是由于磁偶极子相互作用、磁化力和退磁场能三者之间共同作用的结果。均恒强磁场和梯度强磁场下退火热处理后,Fe-0.155%C合金和Fe-0.494%C合金的屈服强度和抗拉强度都略有降低,延伸率升高,梯度磁场下的延伸率最大。