D6A钢是我国根据美国D6AC钢自行研制的一种中碳低合金钢,其经过调制回火后可得到D6AC钢,它在室温中具有强度高、屈强比高、良好的冲击韧性、成本低等优点,并广泛应用于航空航天、汽车、电力等行业中。但是经过传统的淬火回火的制备工艺虽然能获得很高的强度,但是其极差的塑性往往严重影响其综合性能,如何提高其强度又保证良好的塑性成为了各国研究者的一个重要话题。本实验采用了两相区轧制退火工艺,以制备具有强度高和塑性好的超细晶D6A钢,并对超细晶D6A钢进行不同温度和应变速率条件下的拉伸实验,研究其在不同条件下的力学行为,最后对超细晶D6A钢进行贝氏体等温处理,在保证塑性前提下大幅提高其强度。本实验对粗晶D6A钢进行两相区轧制退火工艺后,获得了晶粒尺寸分别为410nm、440nm和510nm的超细晶D6A钢,其组织形貌均为纳米尺寸渗碳体和超细晶铁素体。随着退火温度从550℃的上升至650℃,实验钢晶粒尺寸从410nm增加至510nm,渗碳体含量不断降低并且尺寸不断长大,屈服强度和抗拉强度从1250MPa和1250MPa分别降低至1100MPa和1115MPa,硬度值从400HV下降至365HV,延伸率从15%增加至25%,强塑积从18800MPa·%增加至27900 MPa·%。三种晶粒度的实验钢在不同温度和应变速率下的性能变化规律基本一致,随着晶粒度的降低,实验钢屈服强度和抗拉强度不断升高,但延伸率降低。其中对晶粒尺寸为510nm的实验钢进行不同条件下的拉伸实验后发现,应变速率一定时,随着温度的升高,实验钢屈服强度和抗拉强度呈降低趋势,但延伸率总体呈上升趋势;当温度为600℃时,随着应变速率从1.7×10-1s-1时减小至1.7×10-3s-1,实验钢抗拉强度从760MPa大幅降低至500MPa,但延伸率从42%大幅增加至110%,其中温度软化、绝热温升和渗碳体增强是以上现象的主要原因。晶粒尺寸为510nm的实验钢在温度为25℃～300℃拉伸进行时,仅发生动态回复行为,在温度为300℃～600℃进行拉伸时,实验钢发生动态再结晶现象。变形过程中伴随渗碳体的溶解现象,应变速率越高,溶解越为明显。温度为25℃时,拉伸断口形貌为均匀细小的韧窝,表现出韧性断裂;温度为300℃时,随着应变速率的提高,韧窝数量不断减少,在应变速率为1.7×10-1s-1时表现为准解理断裂;温度为600℃时,拉伸断口出现少量粗大的孔洞,表现为韧性断裂。在两相区轧制后进行了贝氏体等温处理,得到了铁素体、条/块状贝氏体和渗碳体的复相组织。随着贝氏体等温温度的降低,实验钢屈服强度、抗拉强度和硬度值不断升高,延伸率基本不变;在等温温度为225℃时,晶粒度为460nm,屈服强度、抗拉强度和硬度值分别达到最高值的1770MPa、2050MPa和570HV,其中晶粒尺寸和相组分的变化是以上现象的主要原因。