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通过循环热处理和改变奥氏体化温度两种方法获得不同的原奥氏体晶粒尺寸，研究了不同晶粒尺寸对高温回火中碳Cr-Mo钢力学性能的影响。结果表明，当奥氏体化温度低于1050℃时，实验钢的强度随奥氏体化温度的升高而提高。在相同的奥氏体化温度下，强度随着晶粒的细化而上升。在整个研究范围内，随着晶粒的细化，实验钢的韧性有一定的提高，塑性略有下降。晶粒细化显著提高了钢的低温冲击韧性。