碳含量介于高碳钢与铸铁之间的钢铁材料被称为超高碳钢。因其具有较高的含碳量，在一般的凝固过程中容易发生共晶转变，生成粗大共晶莱氏体，导致材料的脆性大。如何抑制粗大共晶莱氏体组织的析出，并细化基体组织成为保障超高碳钢在工程实际应用的关键。　　本文选用处于不同热力学状态的变质剂对成分Fe-1.85C-0.34Si-1.55Cr-0.45Al-0.60Mn的超高碳钢进行变质处理。通过分析使用不同变质剂处理试样的物相组成、显微组织以及力学性能特征，并与未变质处理试样进行比较，揭示不同变质处理对超高碳钢的凝固过程的影响规律，以探究一种通过控制凝固过程而有效改善材料组织状态与韧性的方法。　　显微组织观察结果显示，与未变质处理试样相比，经0.3wt.%晶态变质剂变质处理，材料的骨骼状基体组织被弱化，粗大的共晶莱氏体网被打破，呈孤立的岛状或块状分布于基体中，但共晶莱氏体的析出未被完全抑制。而采用非晶变质剂变质处理，材料的组织明显细化，共晶莱氏体的析出得到有效抑制，当非晶变质剂加入量为0.2wt.%时，完全抑制共晶莱氏体的形成，二次碳化物呈规则细小的颗粒均匀分布在基体中。　　力学性能测试结果显示，对于采用加入量为0.2wt.%非晶变质剂变质处理的材料，其抗拉强度值达到1340MPa，远高于未变质处理直接凝固材料，与0.3wt.%晶态变质剂变质处理的材料相比提高了27.62%，而冲击韧性值达到11.5J/cm2，远远高于未变质处理直接凝固材料，相较于晶态变质处理材料提高了43.75%。非晶变质剂通过变质机理而发挥作用，而晶态变质剂通过孕育机理发挥作用，前者的变质效果优于后者。