目前国内外已有许多文献对高碳钢低温回火后使用性能进行了研究,但对高温回火后的组织和性能研究较少。为了达到产品使用性能要求,新型高碳钢需要通过高温回火获得合适的强度和塑韧性匹配。本文以含碳量为1.05%的高碳钢为基础成分钢,首先对基础钢的淬回火工艺进行了研究,然后将调整碳含量及添加合金元素(Mn、Mo和V)后的试验钢与基础钢对比,研究成分变化后组织和力学性能与淬回火工艺之间的关系,分析讨论了碳及合金元素对组织和力学性能的影响规律。淬火和回火温度分别在800～920℃和400～650℃。论文取得的主要研究结果如下:基础成分钢随着淬火温度的升高,组织中未溶碳化物逐渐溶解至920℃时全部消失;抗拉强度逐渐增加,屈服强度逐渐下降,塑韧性降低。试验钢在400℃～650℃回火时,强韧性的变化主要与马氏体基体逐渐分解,碳原子析出导致固溶强化作用减弱,及基体完成再结晶转变为铁素体有关。碳含量降低导致试验钢完全奥氏体化温度下降。随淬火温度上升,08C～10C钢抗拉强度逐渐增加,屈服强度下降,而07C钢强度基本不变。相同淬火温度下,随着碳含量升高试验钢强度增加。回火实验中,温度相同时,随着碳含量的增加,试验钢抗拉强度和屈服强度升高,断面收缩率下降。试验钢强度的增加与碳的固溶强化作用有关。合金元素的添加对试验钢强度提升均有明显作用。含Mn钢组织中碳化物分布不均匀性较基础钢增加。在淬火或回火温度相同时,Mn含量增加导致抗拉强度上升,塑性及冲击韧性降低。与基础钢相比,含Mo钢中碳化物更加细小且弥散分布。在淬火温度相同时,Mo含量提高导致抗拉强度和屈服强度增加,塑性和室温冲击韧性降低。在400～650℃回火时,含Mo钢抗拉强度明显高于基础成分钢,而塑性降低。随淬火温度上升,含V试验钢抗拉强度和屈服强度均单调递增。与基础成分钢相比,在淬火温度相同时含V钢强度较高,塑性和室温冲击韧性较低。回火实验中,含V钢的抗拉强度较基础钢略有增加,塑性和室温冲击韧性明显下降。