许多工程钢构件和机器制造结构钢件除要求强度超过1000MPa以上外，还要求有很好的塑韧性。将钢淬火可使其强度达到要求，但塑韧性略显不足。采用合金化手段能在提高钢的强度同时，可保证良好的塑韧性，这无疑增加了生产成本。因此，将碳钢进行高强度高韧性相变处理具有重要的意义。本文从降低生产成本角度出发，以普通三种常规碳钢为对象，研究其相变规律，并利用光学金相、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）观察，以及拉伸、弯曲等试验方法，分析了相变后三种碳钢的组织和力学性能，并对其组织与性能关系进行了讨论。最后使低碳钢的抗拉强度达到1000MPa以上，并具有相当的塑韧性。 研究结果表明：试验钢热轧后再经过冷轧形变，其组织为严重变形的饼状铁素体和条带状珠光体，其在奥氏体化过程中相变形核率极高，因而奥氏体化完成后的晶粒度很小，使得随后的冷却转变的组织都比较细小；三种试验钢奥氏体化在350℃、400℃和450℃等温淬火，过冷奥氏体在350℃主要发生贝氏体转变，使钢的强度最大。400℃和450℃等温有珠光体类相变发生。在这些钢中等温淬火后强度最高的是S钢，塑性最好的是Q钢。其中S钢在860℃奥氏体化后和350℃等温淬火后，获得了板条马氏体、贝氏体和少量残留奥氏体的复合组织，这种复相组织使试验钢表现出极佳的强度与韧性配合，具有高强度和高塑性特点。