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针对低合金结构钢中存在的残余元素锡会降低或损害钢的性能,本文主要研究了残余元素锡对低合金结构钢33MnCrB5-2性能的危害以及探索通过亚温热处理工艺对其改善的可行性。首先,系统研究了不同锡含量（1#钢-未添加、2#钢-0.03wt%、3#钢-0.06wt%、4#钢-0.09wt%）对 33MnCrB5-2 钢的过冷奥氏体连续冷却转变过程、热塑性以及力学性能的影响规律。其次,为了解决含残余元素锡钢的强韧性不匹配问题,引入了亚温热处理工艺,研究该工艺对含锡实验钢相变、组织与性能的影响以及减轻锡危害的机理。通过热膨胀仪对含锡33MnCrB5-2钢的过冷奥氏体连续冷却转变规律以及临界点温度进行研究发现:33MnCrB5-2钢的过冷奥氏体在0.2～50℃·s-1冷速范围发生的相变有铁素体（F）转变、珠光体（P）转变、贝氏体（B）转变以及马氏体（M）转变。当冷速为0.2和0.5 ℃·s-1时,组织为F和P,随着冷速提高,F含量逐渐减小;当冷速为1℃·s-1时,会发生B转变,得到B、P和F的混合组织;当冷速为2℃·s-1,M开始出现;当冷速超过10℃·s-1,贝氏体消失,转变产物全部为马氏体。与1#基础实验钢相比,锡含量为0.06wt%和0.09wt%的实验钢,其铁素体开始转变温度都有所升高,而马氏体开始转变温度分别降低了 8℃和21℃。当锡含量不超过0.06wt%时,其对实验钢临界点Ac3的影响不大,而当锡含量为0.09wt%时,Ac3点温度较1#基础实验钢增加了 11℃。此外,0.09wt%锡对实验钢的奥氏体晶粒尺寸无明显影响。通过Gleeble-3800热模拟试验机对含锡实验钢进行高温拉伸,实验结果表明:当拉伸温度在700～900℃时,随着锡含量的增加,实验钢的极限应力有所增加,而热塑性则明显降低。这是由于锡的非平衡偏聚,使晶界能降低和晶粒间结合力弱化,促进晶界滑动,加速晶界微孔的形成和长大,从而使热塑性恶化。当拉伸温度达到950℃时,由于动态再结晶的发生,实验钢的热塑性均显著升高,从而锡对实验钢热塑性的恶化程度减弱。对实验钢进行常规热处理（淬火+回火处理）,实验结果表明:对于不添加锡的1#基础实验钢可以获得良好的强韧性匹配,其抗拉强度为1275 MPa,断后伸长率为13.8%,夏比冲击功（V型缺口）为76 J。由于锡原子的固溶强化作用,0.03、0.06和0.09wt%的锡使实验钢的抗拉强度分别增加了 6、9和39 MPa;由于锡原子的晶界偏聚,0.03、0.06和0.09wt%的锡使实验钢的冲击功分别降低了 24、30和46%。另外,在锡含量为0.09wt%的实验钢中,裂纹沿着晶界扩展深入试样内部。对实验钢进行亚温处理可以获得F-M组织。以正火态进行亚温处理（IQ-T）的实验钢,冲击功值均在30 J左右,断口属于以解理为特征的脆性断裂;以淬火态进行亚温处理（Q-IQ-T）的实验钢,冲击功值均达80 J以上,断口属于以韧窝为特征的韧性断裂。观察组织发现,经IQ-T处理的实验钢中铁素体呈不规则的块状,而经Q-IQ-T处理的实验钢中铁素体呈条状。块状铁素体会加速裂纹扩展,而条状铁素体的组织特征有利于阻碍裂纹的扩展。此外,Q-IQ-T试样中的大角度晶界比例高于IQ-T试样,这些都有益于Q-IQ-T工艺提高实验钢的韧性。所以,亚温淬火前的预处理以淬火态为佳。将预处理为淬火态的实验钢在不同温度下进行亚温淬火处理,结果发现,随着亚温淬火温度提高,F含量逐渐下降。以4#实验钢为例,当亚温淬火温度为760、770和780℃时,铁素体含量分别为55.3、32.7和3.6%。铁素体含量在一定程度上决定了实验钢的强度和韧性。由于实验钢经760℃亚温处理获得的强度较低,经780℃亚温处理获得的韧性又较低,所以最佳的亚温淬火温度为770℃。经770℃亚温处理后,0.03、0.06和0.09wt%的锡分别使实验钢的冲击功降低了 19、17和21%。可见,亚温热处理工艺可较大缓解残余元素锡对实验钢冲击韧性的恶化作用。此外,与常规热处理后的实验钢相比,亚温热处理使不同锡含量的1-4#实验钢冲击韧性分别提高了 26、34、51和85%。这主要是由于亚温热处理获得的组织中含有一定量的铁素体,可以提供一定的韧性,同时铁素体的存在还可以改变锡元素的分布,加之亚温热处理后的晶粒细小,晶界增多,这都有利于减轻锡在晶界偏聚的程度,从而缓解锡对实验钢韧性的恶化,使含锡实验钢获得良好的强韧性匹配。实验钢以淬火态获得的板条马氏体为初始组织进入两相区,原奥氏体晶界和马氏体结构中的界面均可以为奥氏体（γ）的形核提供许多有效位点。当在730℃等温60 min时,可观察到球状γ在原奥氏体晶界上优先形成,随着等温时间增加至180 min或等温温度升高至740℃,还可以观察到针状γ分布在马氏体板条束界及板条界;而在760℃的等温过程中,只观察到球状γ形成而未观察到针状γ的形成。高温区有利于球状γ的形成,这可有效避免组织遗传现象发生,且有利于组织细化。此外,0.09wt%锡的存在对奥氏体的形态及形核位置没有明显的影响。