کاربرد گسترده فولادهای مافوق مستحکم در صنعت ، تحقیق پیرامون روشهای بهینه سازی خواص مکانیکی آنها را ضروری ساخته است . بنابراین روشهای معمول اصلاح ساختار، ترکیب شیمیایی و فرآیندهای حرارتی - مکانیکی در این راستا بکار گرفته شده است . در این پژوهش با انجام روشهای متفاوت عملیات حرارتی که منجر به اصلاح زمینه و تلفیق ساختارهای بینیتی و مارتنزیت تمپر شده را بدنبال دارد، سعی بر ایجاد تلفیق استحکام و چقرمگی مناسب این فولادها در شرایط کاربردی شده است . در این تحقیق با انجام عملیات حرارتی های آستمپر همدما، پی در پی و کوئنچ سربالا، بر روی فولاد 4130، ضمن بررسی تاثیر درجه حرارت و زمان دگرگونی بر مورفولوژی بینیت ، تاثیر آن بر خواص مکانیکی بررسی گردید. ابتدا نمونه های عملیات حرارتی شده توسط میکروسکوپ توری و الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت ، سپس با ایجاد ساختار اصلاح شده، نمونه های کشش و ضربه به ترتیب مطابق استاندارد astm e8 و astm e23 تهیه شده و تحت عملیات حرارتی های بهینه قرار گرفت . همچنین به منظور تعیین میزان آستنیت باقیمانده و بررسی پایداری حرارتی و مکانیکی این فاز پس از عملیات حرارتی، آزمایش xrd بر روی نمونه های مذکور انجام پذیرفت . نتایج نشان می دهد که تلفیق مناسب استحکام و چقرمگی توسط ایجاد ساختاری شامل بینیت بالایی با مرفولوژی تخته ای شکل به همراه بینیت پایینی با مورفولوژی سوزنی شکل حاصل از عملیات حرارتی آستمپر پی در پی و همچنین حداکثر استحکام کششی و تسلیم با ایجاد ساختاری شامل بینیت و مارتنزیت تمپر شده حاصل از عملیات حرارتی کوئنچ سربالا بدست می آید. همچنین مشاهده گردید که استحکام و چقرمگی این فولاد پس از انجام عملیات حرارتی های مذکور نسبت به سایر عملیات حرارتی ها از درجه استحکامی بالاتری برخوردار است .