本文目的是通过对60Si2Mn钢进行形变回火处理来细化组织及提高力学性能。将870 ?C油淬的60Si2Mn钢快速加热到Ac1以下温度560 ?C、580 ?C、600 ?C和630 ?C分别保温8 min和12 min后迅速以0.8 m/s轧速和50%压下量温轧进行形变回火处理。用金相显微镜和透射电镜进行组织观察,并进行拉伸、冲击、三点弯曲疲劳及硬度表征,用扫描电镜观察断口形貌,并与常规870 ?C油淬+480 ?C中温回火处理进行比较。结果表明,形变回火处理试样的组织由等轴状超细晶铁素体和弥散分布的纳米碳化物颗粒组成。580 ?C保温8 min后随即形变回火试样的铁素体晶粒平均尺寸~118 nm,碳化物颗粒的平均尺寸~32 nm。对比不同形变回火试样的性能,获得良好综合性能的工艺为580℃保温8 min形变回火,按ASTM E8?04标准小试样测得的抗拉强度~1505 MPa,屈服强度~1400 MPa,总的延伸率~6.9%,断面收缩率~38.1%,屈强比为0.93;按ASTM E23?02标准Charpy?U形缺口小试样测得的冲击功~16 J;其硬度为HRC44.6。与常规处理试样比较,抗拉强度提高了11.6%,屈服强度提高了15.5%,屈强比提高了5.7%,硬度提高了9.3%,断面收缩率和冲击功相当,延伸率略有下降。温轧试样沿轧制方向拉伸和沿横向冲击得到的断口宏观形貌出现分层结构,而微观形貌为大量微小韧窝。三点弯曲疲劳为典型的“鱼眼”型断裂,试样内部疲劳开裂主要是由小尺寸非金属夹杂物的聚集引起的。经检测,裂纹源处夹杂物主要含有Al、O、Mg和Ti等元素。