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本文对低碳钢及低碳微合金钢进行回火形变工艺处理，通过该工艺细化组织及提高力学性能。将普通的商用低碳钢分别在800℃、850℃、920℃三个温度下淬火得到不同的初始组织，然后快速加热到Ac1以下温度（400℃、450℃、500℃）保温5Min后迅速以0.8m/s的轧速和50%压下量温轧进行回火形变处理。将含有微量钒元素的低碳微合金钢在920℃下淬火后快速加热到Ac1以下温度（400℃、450℃、500℃、550℃、600℃）保温5Min后迅速在轧机下以0.8m/s的轧速和50%压下量进行温轧回火形变处理。两种材料在进行回火形变处理过后，用金相显微镜进行组织观察，并进行室温拉伸、冲击及硬度表征，然后用扫描电子显微镜观察断口形貌，并与常规淬火+中温回火处理试样进行对比。研究表明，低碳钢在800℃下淬火的组织为板条马氏体+铁素体，在850℃下淬火的组织为板条马氏体+少量铁素体，在920℃下淬火的组织全部为板条马氏体；低碳钢在800℃淬火+回火形变得到长条状的铁素体和回火托氏体组织；850℃淬火+回火形变得到少量网状或块状分布的铁素体和回火托氏体组织；920℃淬火+回火形变得到回火托氏体组织。随着回火形变温度的升高，晶粒有长大的趋势，回火形变后的组织存在一定的方向性，这是由于轧制变形造成的。低碳钢进行回火形变处理过后，与常规淬火+中温回火处理工艺相比，初始组织为两相组织的试样，在回火形变后材料的强度与塑性得到微量的提高，但提高的程度有限；而初始组织为板条马氏体的试样，回火形变处理后材料的强度得到提高，并具有较好的塑性。低碳钢在不同工艺下进行回火形变处理，通过性能比较，得出920℃淬火+450℃回火形变的试样综合力学性能最佳。其抗拉强度为1121MPa，屈服强度为905MPa，屈强比为0.807，延伸率为15%，冲击功为81.8J，硬度值为HV341。低碳微合金钢在920℃下淬火的组织全部为板条马氏体。在920℃淬火+回火形变得到回火托氏体组织。随着回火形变温度的升高，马氏体分解加剧，回火形变后的组织存在一定的方向性，这是由于轧制变形造成的。低碳微合金钢在不同工艺下进行回火形变处理，与常规淬火+中温回火处理相比，强度有了大幅度的提高，但是塑性及韧性有所下降。通过性能比较，得出920℃淬火+400℃回火形变的试样综合力学性能最佳。其抗拉强度为1489MPa，屈服强度为1237MPa，屈强比为0.830，延伸率为8%，冲击功为19.2J，硬度值为HV424。低碳钢及低碳微合金钢室温拉伸和冲击的试样断口心部都出现层状形貌结构，扩展区有韧窝生成，说明试样具有一定韧性。轧制引起了拉伸和冲击试样的断口分层现象。在相同工艺下回火形变，低碳微合金钢的硬度以及强度都比普通低碳钢要来得高，而其塑性及冲击性能要劣于普通低碳钢。