本文以20号低碳钢为研究对象,用中频感应熔炼炉通过预制块冲入法将TiO₂粒子与铁粉混合物加入到20号低碳钢熔液中,制备了0.48Vol%TiO₂粒子弥散强化20号低碳钢。用光学显微镜分析了未经强化的20钢与弥散强化20钢的铸态、正火态和淬火态的组织演变;用维氏硬度计测试了材料在不同热处理状态下的维氏硬度,用Instron5900型万能材料试验机测试了材料的力学性能。在850℃、900℃和950℃,变形量分别为20%、25%和30%的条件下对TiO₂粒子弥散强化钢进行了轧制试验,分别在570℃、600℃和630℃的温度进行了去应力退火。用光学显微镜分析了轧制后正火态、淬火态和轧制态时,弥散强化钢的组织特征,并与未强化的20钢进行了比较。结果显示:经过910℃、保温15min正火处理以及在925℃、保温15min经盐浴淬火处理后,弥散强化钢的晶粒尺寸与20号低碳钢相比均有不同程度的细化,其中经淬火处理后,弥散强化钢的晶粒尺寸要更加细小,分布更加均匀;对比20钢与弥散强化钢在未经过热处理、正火态以及淬火态的硬度,均有显著提高。对轧制前后不同状态下的材料进行了室温拉伸力学性能的测试,结果显示:轧制前,弥散强化钢的力学性能在不同热处理条件下均高于原20钢;以不同温度和变形量轧制再经过不同退火温度的处理后,弥散强化钢与20钢相比力学性能也得到提高,屈服强度提高幅度最高达33%,并保持了良好的塑性变形能力。试验结果证明,20钢经TiO₂弥散强化后获得了良好的力学性能。