低合金含铜钢正逐步成现代海洋船舶用钢的重要材料,在海洋经济蓬勃发展中有着重要地位。目前关于低合金含铜钢在电磁感应淬火（感应淬火）和传统加热炉淬火（传统淬火）不同淬火工艺下组织结构变化和富铜析出相固溶析出规律的研究鲜见报道,而不同淬火工艺不仅影响组织结构和富铜析出相固溶、析出行为,最终对材料的机械性能和工艺性能有着重要影响。本文采用热动力学模拟计算方法和实验研究相结合,以低合金含铜球扁钢为试验材料,研究了不同淬火工艺下富铜相的固溶析出规律,同时对比不同淬火工艺下组织结构和回火态强韧性机制差异。得到的主要研究结果如下:组织结构上,原始奥氏体晶粒尺寸感应淬火态比传统淬火态细化,淬火态均为贝氏体组织。采用SEM观察发现感应淬火态贝氏体板条尺寸细化,进一步利用EBSD进行分析可知:相比于传统淬火态,感应淬火态有效晶粒尺寸细化,大小角度晶界密度显著增加。对于回火态试样而言,感应淬火工艺下试样相对于传统淬火工艺下试样仍然保留上述规律,此外高温回火过程中发生回复和再结晶现象,回火态有效晶粒尺寸相比对应淬火态细化。因此力学性能方面,感应淬火工艺下淬火态和回火态屈服强度和韧性,高于传统淬火工艺。低合金含铜钢在不同热处理工艺下性能存在差异性。强化机理方面:不同淬火工艺下,细晶强化都是主要的强化机制;相比传统淬火工艺下回火态,感应淬火工艺下回火态,位错强化和细晶强化增加,由于富铜相粒子粗化,析出强化减弱。韧化机理:经过EBSD分析,感应淬火工艺下大角度晶界密度高于传统淬火工艺,占比也高于传统淬火工艺,裂纹扩展方向在大角度晶界处发生较大偏转损耗,因此大角度晶界密度的差异性是导致韧性差异的重要原因。将实验钢热处理过程中富铜粒子变化规律研究简化为热轧空冷析出、淬火固溶、回火析出三个过程。利用DICTRA和TC-PRISMA分别对固溶和析出行为建模研究,发现:淬火固溶过程中,传统淬火态富铜相完全固溶,感应淬火态富铜相未完全固溶。进一步模拟发现感应淬火工艺下回火态富铜粒子粗化这一现象,并归因于:感应淬火态富铜粒子未完全固溶,相比传统淬火态,回火过程中析出相略去形核这一过程,直接长大-粗化。利用透射电镜观察到了热轧态和不同淬火工艺下回火态铜析出相呈现椭圆形或者球形,常分布在位错或板条界附近。热轧态富铜粒子直径在6-12nm范围,感应淬火后回火态富铜粒子平均直径为36.7nm,而传统淬火后回火态为25.7nm,发生粗化,与模拟相符合。