1、棒材是一種應(yīng)用十分廣泛的鋼材，在工程建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)建設(shè)中扮演著不可替代的角色。然而在棒材高強(qiáng)度化推進(jìn)的過(guò)程中，棒材自身的韌性以及延展性不足成為阻礙其高強(qiáng)度化發(fā)展的敏感性問(wèn)題。
　　通過(guò)大應(yīng)變、高Z值加工條件下變形基體內(nèi)部發(fā)生的動(dòng)態(tài)回復(fù)/再結(jié)晶轉(zhuǎn)化機(jī)制實(shí)現(xiàn)大棒材晶粒的超微細(xì)化可以在不添加合金元素的前提下使鋼鐵材料在強(qiáng)度加倍后仍然保持優(yōu)異的強(qiáng)韌性配合，是一種理想的晶粒細(xì)化

2、方式。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真模擬相結(jié)合的方式，綜合考慮棒材產(chǎn)品尺寸與使用性能，對(duì)中碳鋼大棒材的微觀組織細(xì)化理論進(jìn)行了深入研究，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一套適用于具有超微細(xì)化晶粒組織的高強(qiáng)度大棒材生產(chǎn)的新型連軋孔型系統(tǒng)——扁凸橢圓/圓形孔型系統(tǒng)。
　　為獲得中碳鋼在低溫領(lǐng)域軋制制備超微細(xì)晶組織的工藝參數(shù)，借助Gleeble-3800熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)及SEM場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡對(duì)中碳鋼在大應(yīng)變低溫領(lǐng)域的變形特性及組織演化過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)了高Z

3、值（低溫高應(yīng)變速率）加工條件下的大變形工藝可以滿(mǎn)足中碳鋼超微細(xì)晶粒組織產(chǎn)生的條件。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，通過(guò)對(duì)應(yīng)力—應(yīng)變曲線(xiàn)中峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變與Z之間的相互關(guān)系的研究，推導(dǎo)計(jì)算出中碳鋼塑性變形的本構(gòu)方程；利用有限元的二次開(kāi)發(fā)，模擬并獲得了各變形條件下得到的最終鐵素體晶粒平均尺寸，并利用其計(jì)算獲得鐵素體晶粒平均尺寸的計(jì)算公式。借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與有限元仿真模擬技術(shù)，開(kāi)發(fā)扁凸橢圓/圓形孔型系統(tǒng)，并對(duì)中碳鋼連軋過(guò)程進(jìn)行了應(yīng)變、變形溫