随着航空航天、军用舰艇、高速铁路、深海开发、轻量化汽车等各个领域的持续发展和产业化升级,对超高强度钢的品质和性能提出了严苛的要求。为了节约资源和能源,达到环境友好等目的,世界各国纷纷将开发性能优良的超高强度钢作为重点研究项目。25CrMo48V钢是在C-Cr-Mo系低合金超高强度钢基础上添加微量Nb、V和Ti元素,并调整合金元素含量之间的配比而发展起来,主要通过控轧控冷和调质处理相结合来保障其超高强韧性能。目前,国产25CrMo48V钢各项性能指标仍不稳定,对组织控制及强化机理的研究尚不深入,缺乏对碳化物演变规律的报道。因此,本文系统研究了不同热处理工艺和热变形对25CrMo48V钢组织构成及性能的影响,深入探讨了不同热处理后碳化物之间的演变规律,主要研究内容和成果如下:（1）研究了25CrMo48V钢奥氏体晶粒长大行为,对析出相类型及其尺寸变化规律进行分析,探讨了析出相对奥氏体晶粒长大行为的影响。研究表明:25CrMo48V钢晶粒显著粗化温度为1100^℃,存在两种粒子对原奥氏体晶界进行钉扎,抑制晶粒长大,起到细晶强化的作用。它们均为面心结构,分别是尺寸较大的方形富Ti-MC型碳化物、细小的球形富Nb-MC型碳化物。随着奥氏体化温度的升高,两种碳化物粒子逐渐溶解或粗化,对原奥氏体晶界的钉扎作用均逐渐减弱。采用Gladman晶粒长大模型计算了两种MC型碳化物对晶界的钉扎作用,阐明了富Nb-MC型碳化物在抑制25CrMo48V超高强钢奥氏体晶粒长大行为方面起到的主要作用。（2）通过分别建立900¹200°C、0.01¹0s^-1条件下的流变应力曲线、流变方程对25CrMo48V钢的热变形行为进行研究。采用动态材料模型绘制了25CrMo48V钢的热加工图,探讨了热变形条件对组织及析出物的影响。实验结果表明:25CrMo48V钢的峰值应力随着应变速率的增加以及变形温度的降低而逐渐升高。通过计算得到变形激活能为407.29kJ/mol,阐明了动态再结晶行为是热变形过程中的主要热变形机制。明确应变速率的增加能够有效地促进碳化物的析出,使碳化物尺寸逐渐减小,并确定两个适宜变形的安全条件分别是1000^℃、0.01s^-1和1200^℃、10s^-1。（3）系统研究了25CrMo48V钢连续冷却过程中的相变规律,绘制了25CrMo48V钢的连续冷却转变（Continuous Cooling Transformation,CCT）曲线,并对铁素体转变起始温度Ar₃和维氏硬度随冷却速度的变化规律进行了分析。结果表明:25CrMo48V钢以0.2^1℃/s冷速冷却时,连续转变产物为多边形铁素体、珠光体和下贝氏体;以2¹0^℃/s冷速冷却时,组织由下贝氏体和少量多边形铁素体所组成;当冷速高于10^℃/s时,连续转变产物为板条马氏体。当25CrMo48V钢以0.2^1℃/s冷速冷却时,析出物的类型为M₂₃C₆、M₂C、M₃C和两种MC型碳化物;当冷速高于1^℃/s时,析出物类型为M₃C和两种MC型碳化物。铁素体相变转变起始温度Ar₃随着冷却速度的升高而逐渐降低。当25CrMo48V钢以0.2^1℃/s的冷速冷却时,试样的维氏硬度逐渐降低,此后,随着冷速的升高硬度值逐渐增加。（4）澄清了不同回火条件下25CrMo48V钢组织及碳化物的演变规律。研究表明:随回火温度的升高和时间的延长,马氏体板条宽度增粗,位错密度降低。当25CrMo48V钢在不同回火温度及时间下进行热处理时,六种形态、尺寸、化学成分各不相同的碳化物析出,分别是M₃C、M₂C、M₂₃C₆、M₇C₃和两种MC型碳化物。当25CrMo48V钢在不同回火温度进行热处理时,回火温度在200⁴00^℃时,M₃C析出,回火温度为500^℃时,部分M₃C被M₂C所取代,M₂₃C₆析出;回火温度升至600^℃时,M₃C型碳化物消失,部分M₂C转化为M₇C₃。当实验用钢在600^℃时进行不同时间的回火处理时,四种碳化物之间的演变规律如下:M₃C→M₂C→M₇C₃→M₂₃C₆。两种MC型碳化物的热稳定性较高,在整个回火过程中一直稳定存在。（5）阐明了不同碳分配温度、时间条件下,淬火-碳分配处理（Quenching Partitioning,Q-P）和淬火-碳分配-回火处理（Quenching Partitioning Tempering,Q-P-T）后试样组织及碳化物的演变行为。实验结果显示:板条马氏体的宽度和残余奥氏体的体积分数分别随着碳分配温度的升高和碳分配时间的增加而粗化和增加。当25CrMo48V钢在440^℃进行5min的Q-P处理后,试样中的碳化物类型为M₃C和两种MC型碳化物。回火处理后,试样中碳化物类型为M₂C、M₇C₃、M₂₃C₆以及两种不同类型的MC型碳化物。当试样在440^℃进行5min¹5min的Q-P-T处理后,随着碳分配时间的不断增加,M₇C₃逐渐转化为M₂₃C₆。