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本文在对现有超高强度钢强韧机理分析的基础上,设计了一种新型中碳超高强度钢,具有抗拉强度超过2000MPa,屈服强度大于1700MPa,最高冲击韧性达到47.5J/cm2的优良综合力学性能,可以被广泛应用于模具制造、防弹装甲、机械结构材料等领域。论文主要内容有：1.分析了国内外超高强度钢的成分特点及各元素在钢中所起作用,确定钢种的成分系列,并根据具体的力学性能要求进一步优化实验钢的成分。2.利用L78RITA热膨胀相变仪测量了实验钢的相变点和连续冷却转变曲线CCT,为热处理工艺提供依据。3.对实验钢进行热处理,然后利用MTS万能拉伸实验机测量其抗拉强度和屈服强度,利用华银HR-150A测量其表面硬度；利用JBW-500屏显示冲击实验机测量其冲击韧性。4.分别采用金相显微镜、扫描电镜、XRD、透射电镜等手段对经过热处理的实验钢进行显微组织分析。分析结果表明：实验钢在经过直接淬火和等温淬火处理后的抗拉强度超过2000MPa,屈服强度在1800MPa以上,回火前冲击韧性为11.75J/cm2；回火对实验钢的强度影响不大,经过250℃回火处理的实验钢的抗拉强度仍超过2000MPa,屈服强度也仍在1850MPa以上,但对冲击韧性改善明显,250℃回火后的冲击功可达47.5J/cm2。经过OM、SEM、XRD、TEM等手段发现,经过直接淬火和等温淬火的实验钢的显微组织为马氏体、下贝氏体和残余奥氏体,基体上有少量未溶Ti(CN),其中马氏体以孪晶马氏体为主,在马氏体周围分布着少量的残余奥氏体,经测定其含量在5.4%以上；而经过回火处理的实验钢微观组织以回火马氏体为主,基体上弥散分布着析出相。实验钢获得最佳综合力学性能的热处理工艺为在加热到900℃并保温1h后在250℃等温1h随后水冷,最后在250℃回火处理1h。