作為性能優異的低溫鋼材料，奧氏體不銹鋼的鎳合金元素含量較高；因此其成本昂貴且主要應用于接近-196℃的深低溫工作環境中。隨著極寒地區建筑結構用鋼、工程機械用鋼的迅速發展和海洋開發活動的持續加強，開發低成本、低溫用結構鋼成為鋼鐵材料研發的重點。微合金化和控軋控冷（TMCP）細晶制備技術是開發低成本、低溫用高強度結構鋼的重要手段。某公司嘗試采用TMCP工藝開發出滿足英國BS EN 10210-1-2006《非合金和細晶粒鋼熱軋結構鋼管（空心管材）》標準的新型熱軋細晶粒低溫低合金鋼板。TMCP工藝利用形變和相變強化來改善鋼材性能，但是采用TMCP工藝生產的厚鋼板，其組織不均勻、性能波動大，因此進行軋后熱處理是必不可少的環節。研究正火處理對新型高性能低溫鋼組織、力學性能及斷裂機理的影響對指導實際生產具有重大意義。
研究結果表明：
（1）TMCP試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)強(qiang)度(du)和屈強(qiang)比(bi)高，易產生應(ying)力集中及(ji)脆性斷裂，低溫沖(chong)擊(ji)性能(neng)差(cha)。正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理會降低TMCP試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)和抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)，不完全正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理實驗的(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)和抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)均隨正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)的(de)增加而降低，完全正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)則隨正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)的(de)增加而提高，正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)伸長(chang)率和夏比(bi)V型缺口沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功變化規(gui)律與其(qi)強(qiang)度(du)變化規(gui)律相反。920℃完全正(zheng)(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)綜合力學性能(neng)最佳，屈服(fu)強(qiang)度(du)、抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)、伸長(chang)率分(fen)別為(wei)480MPa、7400MPa、20.5%，在-20、-50℃下的(de)夏比(bi)V型缺口沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功分(fen)別為(wei)45、30J。
（2）TMCP試(shi)樣的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)為粗大條狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)、索氏體(ti)(ti)(ti)(ti)和少量針(zhen)(zhen)狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，存在明顯的(de)珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)條帶。隨(sui)著正火(huo)溫度的(de)增加，不完全(quan)正火(huo)處理試(shi)樣組(zu)織(zhi)(zhi)中的(de)針(zhen)(zhen)狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)逐漸消失，晶(jing)粒(li)(li)逐漸細(xi)化并伴隨(sui)等軸化；860、920℃完全(quan)正火(huo)處理試(shi)樣的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)為等軸鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)和珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸分別為11.5、12.1μm；待正火(huo)溫度提高至1000℃時(shi)，試(shi)樣的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)晶(jing)粒(li)(li)發生粗化，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸達到(dao)22.7μm，并出現魏氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)。
（3）TMCP試(shi)樣(yang)垂直于(yu)沖(chong)擊方向斷(duan)(duan)面(mian)寬(kuan)度(du)沒有(you)變化(hua)；860、920℃完全正(zheng)火處(chu)理試(shi)樣(yang)，垂直于(yu)沖(chong)擊方向斷(duan)(duan)面(mian)已(yi)經發(fa)生較大的塑(su)性變形，其寬(kuan)度(du)分別增大至10.52mm和10.36mm。TMCP試(shi)樣(yang)宏(hong)觀(guan)斷(duan)(duan)口平齊(qi)，微觀(guan)形貌(mao)中(zhong)存在大量(liang)的準解理小平面(mian)和撕裂棱；860、920℃完全正(zheng)火處(chu)理試(shi)樣(yang)宏(hong)觀(guan)沖(chong)擊斷(duan)(duan)口表(biao)面(mian)凹凸不(bu)平，微觀(guan)形貌(mao)特征為(wei)大量(liang)尺寸不(bu)一(yi)的橢圓(yuan)形韌(ren)窩(wo)，試(shi)樣(yang)的斷(duan)(duan)裂形式由準解理斷(duan)(duan)裂變為(wei)韌(ren)性斷(duan)(duan)裂。