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按照JISZ2202No.3标准，使用U型缺口试样进行夏比冲击试验。使用ASTMA307试样，在20～300 ℃温度范围内进行了夏比式脆性转变试验。采用X射线衍射法测定了残余奥氏体的百分含量。采用映射分析测定了残余碳化物的含量和尺寸。
试验证明钢的韧性改善是通过以下方法获得的：马氏体和贝氏体板条组织的改进及有效晶粒尺寸的改善，延缓碳化物沿原始奥氏体和贝氏体晶界择优析出，抑制基体中MC和M2C型微细碳化物的密集分布，减少残余碳化物的百分含量并使其尺寸缩小等。激冷速度的降低导致贝氏体板条组织宽度的逐步增加促使贝氏体从板条状向颗粒状转变并导致韧性恶化。在所试验的钢中，H13钢韧性 ，这与基体中微细碳化物极低的密度、极小的残余碳化物尺寸和极低的百分含量等有密切关系。

研究用钢SIH13、H10、H19钢的化学成分见表1。这些钢是在电弧炉冶炼后铸成钢锭，按大于6的锻比热锻成表1给定的尺寸，然后在850 ℃退火。试样是在热锻材料的中心到方角或表面之间部位切取，其坐标与纵向平行。
通过显微组织观测和对尺寸变化及硬度的测量，就H13、H10在1200 ℃奥氏体化，H19在1140 ℃奥氏体化后在不同冷却速度下贝氏体的形成进行了研究。经不同冷却速度淬火并回火，其硬度值为HRC44的试样，在平面应变断裂韧性K1c、疲劳裂纹扩散速率、夏比式冲击值、V型缺口夏比试验脆性转变温度等方面进行了测定。
采用30 mm宽的标准试样进行了平面应变断裂韧性试验，进行了两种类型的疲劳试验：使用平面应变断裂韧性试验的同一类试样的疲劳裂纹扩展试验；采用疲劳预裂纹，该裂纹是以每秒5周的频率，550～20 kg变换载荷循环拉伸期间随之产生的。旋转弯曲疲劳试验，采用Φ10 mm的光滑试样，以3000 周/s的速度旋转，从而得到S-N曲线。