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本文研究了35#、15MnB、35CrMo等几种Fe-C合金的形变强化特征和经系列温度退火后的综合力学性能的变化规律；采用硬度法和金相法确定了不同形变合金的再结晶温度；在透射电镜（TEM）下，观察了几种合金在不同处理状态下的微观组织结构，研究了形变合金在退火期间的组织演化规律及回复再结晶机制。 实验结果表明：35CrMo合金中的共析层片状渗碳体与铁素体基体有如下晶体学位向关系： （101）α-Fe／／（011）Fe3C （12（?））α-Fe／／（100）Fe3C （（?）11）α-Fe／／（01（?））Fe3C 正火态35#、15MnB、35CrMo形变合金的再结晶温度分别为525℃、550℃和640℃；合金经“形变强化+回复再结晶退火”处理后所获得的综合力学性能与调质处理后的综合力学性能相当，因此可用“形变强化+回复再结晶”退火工艺代替调质处理工艺生产高强度螺栓。冷变形期间，合金中渗碳体层片方向与剪切应力方向呈近45°或90°时，层片状渗碳体分别具有流变、扭折或剪切等变形特征；晶界及晶粒间的取向差可提高合金的形变抗力；在粒状渗碳体结构的合金中，形变产生的位错以Orowan机制绕过粒子，因而具有较好的韧性。不同冷形变合金经系列温度退火后，具有不同的峰值强度和强度增加幅度值；15MnB合金在300℃出现峰值强度，35CrMo合金在400℃出现峰值强度，在退火其间，形变产生的位错缠结可束集形成亚晶，是产生峰值强度的主要原因；随退火温度的提高，形变合金发生再结晶及晶粒长大现象，使其晶界面积减少，是强度降低、塑性提高的主要原因。合金中渗碳体对再结晶及晶粒长大有阻碍作用，随合金中渗碳体的数量增多，阻碍晶粒长大的作用增强，从而使合金的再结晶升高；与粒状渗碳体合金相比，具有层片状渗碳体的双相合金具有较缓的再结晶速率和更高的再结晶温度。在实验条件下发现：形变合金中的位错缠结按硕士学位论文两种机制束集形成亚晶:1.高密度位错按Y结构束集而形成亚晶;2.在局部高应变区形成的条带状铁素体亚晶粒内，高密度位错缠结束集形成的胞壁与原晶界呈900夹角，这种条带状亚晶内的位错胞壁经扩散迁移可形成亚晶结构。