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300M钢是一种低合金超高强度钢，广泛用于制造飞机起落架等关键结构件。在300M钢锻件生产过程中经常遇到低倍粗晶问题，且锻件粗晶经标准热处理后不能细化，表现出较强的组织遗传性，这严重限制了300M钢的力学性能和使用范围。为解决300M钢锻件粗晶及其组织遗传问题，本文系统考察了300M钢过热非平衡组织的产生条件，研究过热非平衡组织的组织遗传性，并探索影响组织遗传性的因素。在此基础上进一步提出了消除300M钢组织遗传性的方法，并优化出最佳消除工艺。研究结果可有效解决300M钢锻件中的粗晶问题，对提高300M钢锻件的力学性能和可靠性具有重要的工程应用价值。 本文研究了加热规范对原始300M钢奥氏体晶粒长大的影响，发现奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数关系长大，在加热到1200℃保温1h时发生了明显过热。通过研究过热300M钢在不同加热条件下的组织遗传性和奥氏体再结晶规律，发现当过热300M钢加热到810～840℃时，由于针状奥氏体的形成以及长大合并，使得原粗大奥氏体晶粒恢复，导致组织遗传发生；当加热到840～1000℃时，因发生较明显的奥氏体再结晶，奥氏体晶粒逐渐细化，使得组织遗传基本上未发生；当加热到1000～1025℃时，因发生完全的奥氏体再结晶，奥氏体晶粒显著细化，使得组织遗传未发生；当加热到1025～1100℃时，也因发生完全的奥氏体再结晶，使得组织遗传未发生，但此时已再结晶的奥氏体晶粒发生了明显长大。 根据过热300M钢组织遗传性的特点，本文探索了正火法消除该钢组织遗传性的可行性及效果，结果表明，过热300M钢在925～1010×2.5h/℃空冷的一次正火和960～1060×2.5h/℃空冷+925×2.5h/℃空冷的二次正火时均发生了奥体再结晶，使得原粗大奥氏体晶粒得到显著细化。正火后的过热300M钢经组织遗传性检验工艺检验，证实过热300M钢的组织遗传得到了消除，其最佳一次正火和二次正火工艺分别为1010×2.5h/℃空冷和960×2.5h/℃空冷+925×2.5h/℃空冷。另外，通过研究等温退火法对过热300M钢组织遗传性消除的可行性及效果可知，过热300M钢经875×2.5h℃-650×10h/℃空冷的等温退火后得到了完全的平衡组织，等温退火后的过热300M钢经组织遗传性检验工艺检验，证实过热300M钢的组织遗传得到了消除。最后，综合比较三种工艺对组织遗传消除和晶粒细化的效果可知，等温退火工艺优于二次正火工艺，而二次正火工艺优于一次正火工艺。