随着轧制技术的发展,对轧制产品的要求也越来越高。不仅要求轧制产品的外观尺寸达到要求,同时要求得到良好的组织性能。而产品的组织性能和轧制工艺、产品的成分相关,但生产过程中合金成分往往在一定范围内波动,这可能导致相对稳定的生产工艺生产得到的产品却有差异。通过微观组织演变模型来预测轧制过程中再结晶类型和奥氏体晶粒尺寸,通过流变应力模型可以预测轧制道次流变应力值的变化规律。目前对于板带材轧制模拟研究较多,棒材属于孔型轧制,其变形过程比较复杂,所以预测其轧制过程中微观组织演变比较困难。本文针对低合金钢棒材轧制过程,建立了热轧变形过程中微观组织演变预测模型和每道次流变应力值预测模型。由于Nb(C, N)析出会阻止热轧过程中奥氏体晶粒长大,所以本文对含Nb低合金钢和不含Nb低合金钢分别进行讨论。棒材每一道次变形都是在孔型中完成,所以其变形过程较板材复杂,为了准确计算变形时的应变,本文采用最大宽度法计算各个道次变形后的等效应变值。再结晶模型中需要道次平均温度,本文通过温度场模型模拟计算轧制过程道次平均温度。对于微观组织演变模型,通过临界应变参数判断再结晶类型,然后根据静态再结晶模型或动态再结晶模型模拟计算奥氏体晶粒尺寸演化过程。当发生不完全再结晶时,残余应变将累积到下一道次,下一道次的应变值会相应的增加。考虑到再结晶软化过程,结合微观组织演化,通过流变应力模型,模拟计算轧制变形时流变应力值。运用微观组织演变模型和流变应力模型对低合金棒材热轧过程进行了模拟,并用实际值对预测值进行验证,结果发现预测值比较好的吻合实际值。对于不含Nb低金钢,动态再结晶是奥氏体晶粒细化的主要方式,轧制过程单道次发生动态再结晶就可以细化奥氏体晶粒。而对于含Nb低合金钢,由于轧制过程会发生Nb(C, N)析出,阻碍再结晶软化的发生,所以当Nb(C, N)析出时,可以得到细小的奥氏体晶粒尺寸。在轧制起始阶段发生动态再结晶主要是因为高应变、低应变速率和轧制温度高,而终轧阶段发生动态再结晶主要是由于残余应变累积的结果。