超细晶粒钢是在TMCP(Thermo-mechanical Control Process)技术基础上发展起来的新一代钢种，具有超细晶粒、超纯净度、超高强度和韧性，具有优异的综合力学性能。直流电阻闪光对焊是一种高效的固态连接方法，其焊接热影响区的显微特性对焊接接头的性能有着重要的影响，由于这种方法与熔化焊具有本质的区别，所以对超细晶粒钢的闪光对焊焊接适用性研究会有助于推进新一代钢铁材料的研究和应用开发。同时，对直流电阻对焊过程进行电、热、力耦合模拟也将会对焊接过程的认识、合理设计控制措施和制定合理的工艺规范有着重要意义。本文首先采用有限元模拟方法对超细晶粒钢直流电阻闪光对焊的焊接过程进行了研究，建立了直流电阻闪光对焊过程的电、热、力耦合模型。模型中考虑了电、热、力的耦合以及材料物性参数随温度的变化，在电热耦合模型中计入接触电阻与闪光烧损对产热过程的影响；热力耦合模型中考虑了刚粘塑性接触问题，实验结果表明，所建模型较为准确地反映了直流电阻闪光对焊的实际过程。利用本文建立的闪光对焊电热耦合模型，对不同焊接规范条件下温度场的变化及其影响因素进行了计算预测。对电阻闪光对焊过程中伸出长度、闪光模式、闪光速度等规范参数的变化规律进行了定量分析，揭示了电热耦合过程中不同焊接规范组合下的产热规律和温度分布规律；利用所建立的闪光对焊热力耦合模型计算了顶锻过程中顶锻接触行为的主要影响因素与规律。根据模拟计算的结果，分析了闪光对焊过程参数选择的依据。提出一个用于确定温度场分布的表征参数W=f(Vf，L)，从这个参数与温度场分布的关系中可以直观地得到不同闪光速度与伸出长度组合对温度场的影响，方便工程中规范参数的选择，从而为焊接参数的选择提供了有效的手段，参数W具有一定的工程应用意义。鉴于晶粒尺寸在描述超级钢显微组织各项参数中对HAZ性能的决定因素。本文在超细晶粒钢直流电阻闪光对焊过程有限元分析的基础上，通过Monte北京工业大学工学博士学位论文Carfo(MC)模拟与理论分析相结合的方法，根据EDB模型建立的MC模拟时间与实际时间的联系，利用现有的超细晶粒钢等温实验数据，采用MC模拟技术对超细晶粒钢闪光对焊H丫、Z的奥氏体晶粒长大进行了研究。分析了焊接HAZ存在的陡峭的温度梯度对奥氏体晶粒长大的影响，模拟了不同焊接规范下奥氏体晶粒的长大，模拟结果与实际焊接接头HAZ的奥氏体晶粒进行了对比分析，晶粒长大结果显示二者基本吻合。模拟结果还表明温度梯度造成的“热钉扎”现象对HAZ晶粒长大有明显的阻碍作用，CGHAZ晶粒的大小与温度梯度的分布具有相同的趋势，并对最终的晶粒大小分布有重要的影响。、 讨论了焊接HAZ组织演变的过程，分析了闪光焊HAZ各区段的显微组织、显微硬度的变化。以闪光焊接过程中出现的温度场的变化为基础，综合考虑了焊接HAZ奥氏体晶粒大小、冷却速度以及相变动力学对组织和硬度的相互作用，利用MC模拟与闪光对焊过程有限元计算的结果，计算了冷却过程奥氏体扩散反应产物分解，并且进行实验数据标定;在实验数据标定与验证的基础上，计算出奥氏体向铁素体和珠光体转变的体积分数，根据铁素体和珠光体的显微硬度值和其在CGH-AZ中的相对含量，对焊接HAZ粗晶区的显微组织和硬度进行预测，最终求得焊接HAZ粗晶区的硬度分布。