本研究设计了两种C-Si-Mn系的新型空冷贝氏体钢,运用热膨胀和金相实验相结合的方法测绘了两个实验钢种的连续冷却转变曲线,并通过等温实验对测绘结果进行了相关验证,等温结果表明测绘的贝氏体转变区间具有较高的精度。根据测绘的转变曲线制定了相关的贝氏体等温淬火热处理工艺,并测试了相关力学性能,拉伸实验结果表明两个钢种等温两小时后的抗拉强度都超过1400MPa、延伸率在15％以上。测试更低温度等温不同时间的力学性能发现,随着贝氏体相变等温时间的延长,材料的强度有所降低但延伸率得到很大的提高,材料由脆性断裂向韧性断裂逐步过渡。经过光学显微镜和透射电镜检验,发现等温后的显微组织包含板条状贝氏体、马氏体以及贝氏体铁素体板条之间的薄膜状残余奥氏体。薄膜状的残余奥氏体既起到了对贝氏体板条进行分割的作用,又能在材料变形过程中发生变形诱导相变增加材料的塑性。冷轧实验表明贝氏体板条中的残余奥氏体稳定性较好,同时残余奥氏体变形诱导相变后在贝氏体铁素体板条间能够转变成薄膜状的马氏体。同时,本研究还分析了变形对相变的影响,实验设计了高温和低温变形对贝氏体等温转变的影响,研究结果表明,高温760℃变形50%会降低贝氏体相变体积百分数,低温300℃变形25%可以缩短贝氏体的相变孕育期以及相变完成时间,但300℃变形50%虽然可以缩短相变孕育期,贝氏体转变总量却有所降低,XRD数据分析也同时表明低温变形能够促进贝氏体的转变。