本文以SWRS82B盘条钢与70#盘条钢为研究材料,深入探究珠光体各微观组织尺寸与相变条件参数之间的关系规律,将奥氏体快冷至低温贝氏体相变区域,再进行等温转变的相变条件下,通过分离过冷度与等温温度等相关相变条件,对比研究了深过冷再等温工艺条对SWRS82B钢与70#钢等温转变动力学特点,及其对珠光体特征尺寸、力学性能的影响,并深入探讨了出现差异性的影响原因。实验采用DIL805相变仪进行热处理,测定了SWRS82B盘条钢与70#盘条钢直接等温与过冷再等温转变TTT曲线,采用OM、SEM、EBSD及TEM进行组织形貌观察,INSTRON8501拉伸机器进行拉伸实验,使用ZEISS SUPRA 55型扫描电镜进行原位拉伸实验。主要结论如下:(1)采用膨胀法测定了SWRS82B钢与70#钢的等温转变TTT曲线,过冷后珠光体转变动力学曲线左移,珠光体转变孕育期、转变耗时由4.69s、8.69s缩短至3.78s、5.7s,“鼻尖”温度由560℃升高至590℃,等温转变阶段珠光体转变速率提高。通过对比70#盘条钢与82B盘条钢珠光体孕育期与转变耗时,发现随碳含量的增加,珠光体等温转变转变速率加快。(2)本研究在珠光体转变未完成时,将其未完全转变时的状态瞬间“冻结”,以此探究过冷再等温工艺对珠光体形核率的影响。与直接等温工艺相比,过冷再等温工艺能显著提高珠光体组织的形核率,组织形核率由3.03%提高至28.03%,晶内珠光体形核率也得到提升,而且过冷温度越低,珠光体组织形核率越大。通过对比70#与82B盘条钢珠光体组织形核率,发现C含量更大的82B盘条钢形核率更大。(3)珠光体团尺寸统计结果表明:82B大晶粒过冷试样的团尺寸最高细化了39.7%,小晶粒过冷试样的团尺寸最高细化了30%。通过TEM统计,82B大晶粒过冷试样的渗碳体厚度最高细化了56.2%,小晶粒过冷试样的渗碳体厚度最高细化了49.3%。过冷再等温工艺细化了珠光体组织亚结构,且随过冷温度的降低,细化作用越明显。EBSD结果表明过冷处理对改善组织均匀性起到了一定作用,82B盘条钢试样在小角度晶界范围内分布频率更高,而70#试样在大角度范围分布频率更高。(4)在抗拉强度、屈服强度略有降低(<10%)的情况下,过冷试样的断面收缩率最大提高了36.5%,过冷再等温工艺在强度指标基本不变的情况下,大幅提高了塑性性能。而且过冷温度越低,塑性指标提高越明显。断口分析表明:直接等温试样的断口表现为解理脆性断裂形貌,试样塑韧性较差。而过冷试样为韧性断裂,塑韧性更好。通过对比,70#钢试样的抗拉强度、屈服强度均略低于82B试样,但过冷处理后的70#试样断面收缩率提高了一倍。(5)原位拉伸试验观察表明,直接等温试样珠光体团尺寸较大,珠光体团间的协调变形能力差,团内微裂纹萌生数量较多,且易在珠光体团内萌生并沿Fe3C/α-Fe片扩展。直接等温试样粗片层组织较多的参与了组织间的不均匀变形行为,导致其强度高塑韧性较差的特征。而过冷试样珠光体团尺寸细小而分布均匀,团间协调变形能力更好,裂纹主要在珠光体团间萌生扩展,由片间距细化引起的强度提升作用减弱,导致过冷试样的强度指标低于直接等温试样,但其塑韧性较好。(6)通过SEM、TEM等研究了冷变形过程中的珠光体微观组织的演变,发现随应变量的增大,直接等温试样中带有剪切带的粗大片层区域增多,渗碳体片层碎化严重,铁素体片层中的位错密度显著增多。过冷试样出现更多的精细片层区域,渗碳体碎化现象被抑制,具有良好的塑性变形能力。显微硬度测试结果表明,随变形量的增大,出现了明显的加工硬化效应。但在相同变形量下,过冷试样的显微硬度值均低于直接等温试样。