针对低碳钢的烘烤硬化和Cottrell气团的形成机制进行了研究,探索了应变时效初期Cottrell气团的形成、较长时间时效后的碳化物沉淀以及热处理态的烘烤硬化性能,分别测量了其BH值、应力-应变曲线和内耗-温度谱,并从原子层面揭示其烘烤硬化机理。主要研究结果如下:(1)当预应变量为2%、烘烤温度为170℃时,随着烘烤时间的增加BH值与SKK峰的峰高有线性关系,他们的关系可以表示为BH=17119*hSKK-33;低碳钢在200min烘烤时间内的时效硬化机制主要是Cottrell气团强化,位错钉扎点即气团数量的增加是屈服强度增加的主要原因,碳原子在位错的浓度随时效时间变化不大。(2)多种应变时效工艺下,预变形由2%增加到5%,BH值降低,SKK峰峰高增加;在170℃时效,预变形由5%增加到16%,BH值降低,屈服点延伸率增加。(3)随着热处理保温时间延长,平均晶粒尺寸不断增大,晶粒的不均匀性逐渐增加,烘烤硬化值逐渐减小。与原始样品相比,热处理样品的BH值较高。随着热处理保温时间延长,间隙碳原子含量下降,SKK峰逐渐升高,间隙碳原子和Cottrell气团共同影响了BH值的变化。烘烤前后相比较,Snoek峰高降低,SKK峰高升高。(4)与原始样品相比,热处理样品的BH值较高;随着时效时间延长,间隙碳原子含量下降,SKK峰逐渐升高;热处理后的样品,在时效过程中,碳原子向晶界和位错扩散的同时大量脱溶形成细小碳化物;在100 min时效时间内出现的p2峰、麻点和强度的下降与过饱和碳原子的脱溶过程有关;过饱和碳原子的脱溶造成软化,使BH值下降致负值。