本文以两种含锰量不同的低碳硅锰系含铌钛合金为研究对象,通过热膨胀相变仪实验,热模拟实验,热轧实验和热处理实验等测定了实验钢的静态CCT曲线,研究了实验钢的高温再结晶行为,揭示了实验钢在热轧及传统一步Q&P工艺中的组织演变规律,同时对现有的Q&P热处理工艺进行优化改良,进一步调控实验钢组织,提高其综合力学性能。在研究过程中得到的主要结论如下:(1)0.2C-2Mn-1.5Si钢的Ac1和Ac3温度分别为700和882℃,获得全马氏体的临界冷却速度为10℃/s;0.2C-2.5Mn-1.5Si钢Ac1和Ac3温度分别为687和870℃,获得全马氏体的临界冷却速度为5℃/s,Mn含量越高,钢的淬透性越好,Acl温度和Ac3温度越低。(2)0.2C-2Mn-1.5Si钢在热轧过程中,随着卷取温度增加,硬相组织以马氏体为主转变为以贝氏体为主;随着开轧温度的升高,氧化层厚度由8.0μm增加到15.5μm,其中氧化层在靠近基体处为2FeO·SiO2(铁橄榄石)。(3)0.2C-2Mn-1.5Si钢随着退火时间增加,铁素体体积分数从60%下降到40%后保持稳定,随着配分时间增加,一次马氏体回火效果增加,新鲜马氏体含量减少,钢的抗拉强度由1192MPa一直下降到1022MP,延伸率由20.4%上升到25.1%;0.2C-2.5Mn-1.5Si钢随着退火温度增加,组织中铁素体比例下降,钢的抗拉强度由972MPa上升到1162MPa,残余奥氏体由12.8%下降到7.3%,延伸率由22.6%下降到17.5%,其配分温度不宜达到400℃,否则新鲜马氏体过多,实验钢延伸率急剧下降至13.4%。(4)在退火温度为850℃,配分温度为320℃时,采用淬火+一步配分工艺后,0.2C-2Mn-1.5Si钢贝氏体相变增加,晶粒细化明显,奥氏体碳含量由1.02wt.%增加到 1.13wt.%,实验钢屈服强度和抗拉强度基本保持不变分别为604MPa和1177MPa,延伸率由20.4%上升到24.1%,强塑积超过28GPa.%;采用一步配分+回火工艺后铁素体中自由位错受到回复,实验钢屈服强度上升到688MPa。(5)在退火温度为810℃,配分温度为400℃时,采用淬火+一步配分工艺后,0.2C-2Mn-1.5Si钢组织中:以马氏体为主的块状硬相组织变成以贝氏体为主的长条状,等轴状临界区铁素体转变成条形铁素体,晶粒细化明显,新鲜马氏体大量减少,贝氏体排碳稳定的残奥增加,退火过程中生成的稳定性较差的残奥减少,残奥总体积分数由11.7%增加到19.6%;实验钢屈服强度由519MPa提高到733MPa,抗拉强度由986MPa提高到1014MPa,延伸率由22.6%提高到29.5%,强塑积高达 30GPa.%。