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本文的目的是研究高C富Si/Si–Al合金钢低温等温转变动力学、组织特征和力学性能。利用JMatPro和MUCG83软件计算了新设计成分的高C富Si–Al合金钢等温转变动力学曲线。用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）对商用9SiCr和新设计成分的高C富Si–Al合金钢不同工艺低温等温转变试样的相组成和组织特征进行了研究，并对力学性能进行了表征。此外，还用扫描电子显微镜（SEM）观察了断口形貌并分析了断裂机理。结果表明，商用9SiCr钢经过870–950oC奥氏体化后，在200oC等温转变8h得到了由厚度为100–200nm的板条状贝氏体铁素体和薄膜状残留奥氏体构成的超细无碳化物贝氏体组织。910oC奥氏体化后200oC等温转变Charpy–U缺口试样室温冲击功达到最大值为29J，几乎是200oC低温回火试样（8J）的3.6倍，硬度略低于低温回火试样。冲击断裂裂纹以脆性的准解理断裂和塑性韧窝断裂混合的方式扩展。高C富Si–Al合金钢经1000oC奥氏体化后，在220–260°C等温转变4–24h，得到由38–57nm厚的板条状贝氏体铁素体和薄膜状残留奥氏体构成的纳米贝氏体组织，残留奥氏体体积分数为12.5–18.0vol.%，硬度为HRC56.8–59.4，相对于低温回火试样的硬度（HRC61.7）略有降低。屈服强度和抗拉强度分别达到了1534–1955MPa和2080–2375MPa，延伸率达到了6.7–7.8%，Charpy–U缺口试样室温冲击功达到了7.8–22.2J。与低温回火试样（抗拉强度1448MPa，冲击功2.1J）相比，综合力学性能提高了很多。等温转变试样拉伸断裂机理以塑性的韧窝断裂为主，冲击断裂机理为脆性的准解理断裂和塑性韧窝断裂的混合。而低温回火试样拉伸和冲击断裂机理均为脆性的准解理断裂。等温转变试样耐磨性比低温回火试样好，相对耐磨性高出21–51%。240°C等温转变试样和低温回火试样的磨损表面获得了α单相的表面纳米晶组织。240°C等温转变试样磨损表面的晶粒尺寸（~15nm）远小于低温回火试样（~30nm）。等温转变试样的三点弯曲高周疲劳S-N曲线均出现了平台。疲劳极限达到了1033–1156MPa。疲劳裂纹源均在弯曲疲劳试样受拉表面产生。疲劳裂纹扩展区裂纹以穿晶的形式扩展，而且有二次裂纹的产生。瞬断区为准解理断裂。