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摘要：超高碳钢(1.0-2.1%C)因具有高硬度、强度和耐磨性等优良性能而受到广泛关注,但常规凝固组织中存在的粗大网状碳化物造成材料较大的脆性。本文首次将新型的淬火-分配-回火(Quenching-Partitioning-Tempering)热处理工艺和熔体变质处理运用于高性能超高碳钢的研究中。研究了稀土+低熔点组元合金(Al-Bi-Sb)复合变质剂对超高碳钢的变质机理,探讨了Q-P-T工艺对变质超高碳钢组织和性能的影响,得出以下结论：1.复合变质剂改善超高碳钢凝固组织的作用机理主要有以下两个方面：(1)高熔点的稀土氧硫化物的形成促进异质形核；(2)低熔点元素容易吸附和偏聚于碳化物的择优生长晶面上,阻碍和改变碳化物的生长速度和生长方向,使得碳化物各个方向的生长速度一致,从而使得碳化物细化球化及断网。2.变质超高碳钢经过Q-P-T工艺后,显微组织由马氏体基体、一定量的奥氏体和细小弥散分布的碳化物组成。试样经过400℃下分配-回火30min的Q-P-T工艺后,与传统的淬火-回火工艺(400℃×2h)相比,在保持硬度值基本不变的情况下,冲击韧性从不到16J/cm2提高到超过28J/cm2。在最佳Q-p-T工艺：850℃×1h+400℃盐浴中分配-回火30min下,获得了良好的力学性能(硬度52.5-56.0HRC,冲击韧性28～34J/cm2)。3.在磨料磨损的磨损方式下,Q-P-T试样与Q-T试样相比,在高冲击载荷下(170N)表现出更好的耐磨性能(高18.1%)；在滑动摩擦磨损的磨损方式下,在高载荷和高转速下磨损时(70N,300r/min),传统Q-T试样比Q-p-T试样表现出更好的耐磨性(高7.7%)。图30幅,表17个,参考文献100篇。