فولادهای کربن متوسط کرم- مولیبدن دار که عمدتاً در مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند به ترکیب همزمان استحکام و انعطاف پذیری نیازمند هستند و ریزساختار مرسومی که برای این فولادها پیشنهاد می شود مارتنزیت تمپر شده است اما معلوم شده است که این ریزساختار برای این کاربردها مناسب نیست . از این رو برای دستیابی به خواص مکانیکی بهینه از عملیات حرارتی بین بحرانی به عنوان یکی از روش های عملیات حرارتی خاص برای فولادهایی با ساختار اولیه فریت - پرلیت استفاده می شود . در اثر این عملیات به ریزساختار دوفازی فریت - مارتنزیت می رسیم . در این پروژه ، تاثیر عملیات حرارتی بین بحرانی بر روی فولاد aisi 4135 انجام گرفتهاست . برای انجام عملیات حرارتی از ریزساختارهای اولیه مختلفو دماهای بین بحرانی به همراه عملیات حرارتی بین بحرانی مستقیم(بدون عملیات حرارتی اولیه)استفاده شده است. پارامترهای عملیات حرارتی متغیر دیگر به جزدمای بین بحرانی در این بررسی زمان نگه داری در دمای ثابت در ناحیه دو فازیمی باشد که برای تعدادی ازسیکل ها انجام شده است و نیز روی تمامی سیکل های انجام گرفته عملیات حرارتی تمپر کردن انجام گرفت و با ساختار مارتنزیت تمپر شده مرسوم موردمقایسه قرار گرفت . نتایج تحقیق از ترکیب مناسب استحکام ، انعطاف پذیری و انرژی ضربه با استفاده از عملیات حرارتی بین بحرانی که تمپر شده است را نشان می دهد. نتایج مطلوبی از فرآیندهای نرماله و بین بحرانی و تمپر شده بدست آمده است که انعطاف پذیری بالاتری نسبت به فرآیند مارتنزیت تمپر شده داشته است . در فرآیند بین بحرانی آستنیته شده و تمپر شده در دمای بین بحرانی در دو محیط کوئنچ روغن و پلیمری ترکیب مناسب از خواص مکانیکی حاصل شده است . نتایج بررسی سطوح شکست حاصل از آزمایش ضربه که در دمای c°50 – انجام گرفته است وجود دیمپل های عمیق و بزرگ در سیکل های بهینه با شکست نرم نسبت به شکست شبه کلیواژ در مارتنزیت تمپر شده را نشان می دهند.