长期以来,作为煤矿采煤设备和运输设备上重要组成部分的矿用圆环链,由于服役环境恶劣,一直采用具有高强韧性、耐磨耐腐蚀性的23MnNiCrM054钢（简称54钢）生产制作。然而,随着煤矿行业向着新型高效率产能优化的方向发展,对矿用圆环链的尺寸规格和性能要求越来越高,传统规格的54钢已逐渐不能满足使用要求且成本较高。因此,研制达到生产工艺性能和使用性能要求且经济合理的新型大规格矿用圆环链用钢具有重要的意义。本文在普通规格的54钢的成分基础上,调整C和Si元素的含量,设计了两种无镍大直径矿用圆环链用钢,命名为C1、C2。其中,C2钢的C和Si元素含量高于C1钢,其他元素基本一致。采用热膨胀法研究两种钢的过冷奥氏体连续转变曲线;通过末端淬火法测定两种钢的端淬曲线;结合OM、SEM、XRD、拉伸和冲击试验等方法分析探讨两种钢经淬火+中低温回火后的组织演化和力学性能规律,取得以下主要研究结果:获得了C1、C2钢的CCT曲线。对于C1钢,其临界点A_c1、A_c3分别为721℃和855℃,马氏体相变点M_s、M_f分别为380℃和240℃;对于C2钢,其A_c1、A_c3分别为730℃和875℃,M_s、M_f分别为362℃和225℃。两种试验钢在连续冷却转变时,冷速由快到慢的转变产物依次为马氏体、马氏体+少量贝氏体、混杂贝氏体、先共析铁素体+贝氏体+M/A组成物,其中C2钢没有完全贝氏体相区。通过CCT曲线,获得了两种试验钢的马氏体临界冷却速度,C1为1℃/s,C2为5℃/s;通过淬透性曲线得出,C2钢的淬透性曲线斜率波动不大,从淬火端到试样末端硬度的下降幅度未超过6HRC,表现出优异的淬透性。C1、C2钢在880℃淬火及在200⁴00℃回火2h后,随着温度的提高马氏体板条的比例逐渐减少,残余奥氏体也逐渐分解,至400℃回火时就已不能观察到完整板条马氏体和残余奥氏体。由于C2钢的硅含量较高,从马氏体板条中析出的碳化物数量相对较少;在200℃回火2⁸h,两种钢的组织均变化不大。经880℃淬火及在200⁴00℃回火2h,随着温度的升高,两种钢的力学性能均呈下降的趋势。C1钢的屈服强度及抗拉强度分别从200℃时最高的1240MPa和1580MPa降至400℃时的1055MPa与1235MPa;冲击功和硬度则分别从52J、51HRC减小至23J、44HRC;C2钢的屈服强度及抗拉强度分别从1250MPa和1746MPa降至1078MPa与1314MPa;冲击功和硬度则分别从44J、54HRC减小至23J、46HRC。在200℃回火2⁸h,对C1钢的力学性能影响不大。随着回火时间的延长,C2钢的屈服强度整体下降幅度约为60MPa,抗拉强度则从回火2h的1746MPa迅速下降至回火4h的1595MPa而后缓慢降低;回火时间对两种试验钢的冲击功和硬度影响不大。通过对C1、C2钢组织和性能的分析,两种试验钢的淬透性均达到了Φ55mm矿用圆环链用钢的生产工艺要求;在200⁴00℃回火,试验钢的屈服强度、抗拉强度以及冲击韧性也均满足实际使用要求,但试验钢的延伸率还有待提高,这也是后续实验着重研究的方向。