本文对两相孔型轧制工艺进行了系统的研究,主要分析了轧制温度及含碳量的变化对所得棒材组织及性能的影响。将直径为30 mm的45钢圆棒试样加热到720~820℃,保温40 min,然后迅速进行8道次的孔型轧制(方-菱-方模式),并且每3道次轧制之后在开轧温度保温5 min,最终实现70%的变形量,轧后空冷至室温。另外选取含碳量不同的20钢、35钢和T10钢,进行760℃孔型轧制,研究含碳量对两相区轧制碳钢组织及性能的影响。按照国家标准对两相区轧制碳钢进行冲击、拉伸和硬度测试,并用金相显微镜、扫描电子显微镜对试样的组织进行分析,包括用EBSD对试样的晶粒形状及大小、织构进行分析。此外,还利用扫描电镜观察了冲击断口形貌,对冲击韧性的变化进行分析。结果表明,随着轧制温度的降低铁素体晶粒被拉长,层片状的渗碳体变为颗粒状,平行于轧制方向的<101>纤维织构明显增强;在720~820℃进行多道次孔型轧制所得力学性能完全符合GB/T 699-1999对45钢调质性能的要求。屈服强度呈先减小后增大的趋势,最大值为587 MPa,最小值为541 MPa。所有试样均具有良好的塑性,延伸率在25%左右。轧制温度降到760℃时冲击吸收功有一个突然增加,从50 J左右增大到100 J左右。经过720~760℃孔型轧制之后冲击断口上有二次裂纹的出现,二次裂纹主要沿着相互缠结呈网状的大角度进行扩展,扩展区域主要集中在球状渗碳体的聚集区。随着含碳量从0.2%提高到1.0%,屈服强度从447 MPa增大到553MPa,屈强比逐渐的降低且与含碳量呈线性关系。亚共析钢的延伸率可以达到25%左右,冲击功达到100 J左右以上,但是T10钢的延伸率降到19%,冲击功只有20 J左右。在35及45钢的冲击断口上可以看到大量的裂纹,而20钢及T10钢的有少量裂纹。