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超高碳钢(UHCS)由于其高硬度和良好的耐磨性使之作为工模具、耐磨件有广阔的发展前景,但是以往的研究很难实现超高碳钢高硬度和良好冲击韧性的结合。本文在变质超高碳钢的基础上,添加适量的Ni元素,主要研究热处理工艺对超高碳钢组织、硬度、室温冲击韧性和耐磨性的影响。实验结果如下：(1)通过淬火-硬度法测得添加0、0.5和1wt%Ni的超高碳钢的共析转变开始温度分别为790℃、770℃和760℃。添加0.5wt%和1wt%的Ni使超高碳钢共析转变温度分别降低了20℃和30℃。(2)超高碳钢经850℃淬火后在不同温度回火的组织和性能有较大差别：250℃回火得到回火马氏体,硬度很高(55HRC左右),但冲击韧性较低(10J/cm2)；400℃回火得到回火屈氏体,由于回火脆性的出现,冲击韧性比250℃回火得到的组织更低(<10J/cm2),同时硬度下降。而在600℃回火得到的是回火索氏体,冲击韧性较高(>30J/cm2),但硬度很低(30HRC)；(3)超高碳钢经250℃×2h等温淬火热处理后获得了下贝氏体铁素体+残余奥氏体+未溶碳化物的复相组织,在室温下具有高硬度(>50HRC)和良好的冲击韧性(30J/cm2左右)；随着Ni含量的增加,等温淬火态超高碳钢中的残余奥氏体量增多,冲击韧性也随之提高。添加1wt%Ni的超高碳钢经等温淬火热处理后硬度达到53HRC、冲击韧性达到39J/cm2,具有良好的综合力学性能；(4)等温淬火态超高碳钢在不同载荷的摩擦磨损实验中表现出不同的磨损行为。当载荷为100N时,随着Ni含量增加,超高碳钢的耐磨性变差；当载荷为200N时,随Ni含量的增加,耐磨性提高。