20CrMoA抽油杆钢是石油钻井专业用钢，由于石钢产品存在一些较严重的质量问题，如魏氏组织、带状组织等缺陷组织，影响了钢的综合性能，由此引发了一系列质量异议。为减轻20CrMoA抽油杆钢质量缺陷，提高产品性能，增强产品的市场竞争力，我们有必要对20CrMoA抽油杆钢的组织性能加以控制。 本研究首先用采用Gleeble动态热模拟分析技术，通过热轧工艺的物理冶金实验研究，分析了20CrMoA抽油杆钢在热变形过程中，奥氏体化温度T<,A>对初始晶粒尺寸d<,r>的影响，以及形变温度、形变量、应变速率等因素对奥氏体静态再结晶的影响。为确定最佳的热轧工艺参数提供了科学可靠的实验依据。其次，采用Formastor-Digital全自动相变仪测定了20CrMoA抽油杆钢的CCT曲线，为轧钢工艺控制与材料性能预测提供了准确、科学的理论基础。再次，对20CrMoA抽油杆钢冷却析出组织的生成与控制机理进行了研究，通过热模拟实验得到不同冷却条件下钢材的金相组织，重点研究了影响20CrMoA抽油杆钢韧性的异常组织的产生条件。可以据此为轧后控制冷却制定一个合理的冷却工艺，从而改善石钢20CrMoA抽油杆钢材的组织，提高钢材的综合性能，并为后续的综合工艺实验研究提供必要的参考。最后，采用动态热模拟分析技术，进行多道次轧制+控制冷却的综合工艺实验研究，分析并确定不同工艺制度对轧材组织性能的影响，提出适宜于现场条件的加热、轧制及冷却工艺制度。 实验结果表明，降低变形温度和增大变形量都能促使奥氏体再结晶百分数增大并细化奥氏体晶粒；在保证钢良好的加工性能的前提下，适度降低加热温度，以细化初始奥氏体晶粒尺寸；适当降低加热温度的情况下，在粗轧和中轧机组热轧温度相应降低到900℃～950℃，以使该变形区晶粒细化。 通过精轧后冷却析出过程的研究可以看出，降低终轧温度和加快冷却速度都能细化铁素体晶粒；当终轧温度大于1000℃，冷速大于0.7℃/s时，有可能出现魏氏组织；当冷速低于0.3℃/s时，就有可能出现带状组织。因此终轧温度应控制在950℃左右，终轧后应该快冷(6℃/s左右)，这应利用精轧机组后的穿水装置对精轧后钢材穿水降温，达到细化晶粒目的；上冷床温度控制在900℃左右，在冷床上冷却到800℃以后，冷却速度应控制在0.4℃/s～0.6℃/s之间，这为现场生产工艺的制定提供参考。