摘要：超高强钢具有较高的强度和良好的综合力学性能，主要应用于大型机械工程、桥梁等领域，其一般采用淬火＋低温回火的调质热处理工艺得到，其中回火工艺是影响其最终组织与性能的决定性工艺。本文通过奥氏体晶粒长大试验确定了试验钢的最佳淬火温度窗口，阐明了微合金元素碳氮化物对原始奥氏体晶粒尺寸的作用，重点研究了不同回火温度对试验钢组织性能的影响。研究发现：试验钢高于９５０℃淬火时出现异常长大晶粒与混晶现象；而在８５０～９５０℃的淬火温度范围内，由于微合金元素的碳氮化物钉扎晶界，阻碍晶界迁移，试验钢的原始奥氏体晶粒无明显长大现象，晶粒尺寸仅为１１～１３μｍ，淬火温度窗口宽。试验钢经低温回火后形成回火马氏体组织，随回火温度的升高，抗拉强度与伸长率单调下降，屈服强度与冲击韧性先升高后降低；３００℃回火时已进入脆性温度区间，１８０℃回火时可获得最佳的力学性能：屈服强度１３１６ＭＰａ、抗拉强度１６５３ＭＰａ、断后延伸率１３％、－４０℃冲击韧性２４．１Ｊ。 关键词：超高强钢；回火温度；奥氏体；晶粒尺寸；回火马氏体；碳氮化物