相对于其他装甲材料,低合金、超高强度钢工艺流程简单,生产成本低,可广泛应用于装甲材料。本文为了研究XL520钢的热处理工艺,对实验钢进行了850~1100℃系列淬火加200℃低温回火热处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射等手段观察淬火,淬火加低温回火试样中马氏体形貌;定量统计马氏体各类微结构尺寸,分析彼此间的关系;以及与屈服强度的关系,得到本实验钢屈服强度的控制单元;通过常规力学性能检测,常温动态性能测试(SHPB),研究了实验钢的综合力学性能(静态与动态结合)。测试热处理后试样的常温拉伸和低温冲击性能、观察冲击断口形貌;分析出不同淬火温度对样品微观组织和常规、动态力学性能产生的影响。由实验结果得出:随不同淬火温度的逐渐增大,实验钢原奥晶粒PAG逐渐增大,马氏体Packet结构逐渐变大,马氏体Block结构逐渐变宽,而马氏体板条束Lath结构宽度无明显变化。PAG与Packet和Block之间都存在对应线性关系。随淬火温度升高,实验钢成品试样的屈服强度呈下降趋势;低温冲击功呈现上升趋势;位错密度呈下降趋势。利用SHPB实验来检验实验钢的动态性能,绘制出实验钢对应的应力-应变曲线。通过本构模型Joehnson-Cook的建立,处理实验数据等,算出各个热处理条件下的本构方程;运用ANSYS模块下的LS-DYNA模拟软件,对本实验钢的防护性能进行模拟。最后,结合测试常规力学性能数据和动态力学性能数据及抗弹数值模拟数据,优化本实验钢的最佳热处理工艺要点:即实验钢在900℃淬火加200℃回火后,实验钢具有良好的装甲性能。