纳米贝氏体钢是一种新型的钢种，不仅拥有很高强度，还具有很可观的延伸率，是实现材料轻量化、提高产品安全性的理想材料。目前对纳米贝氏体钢的研究大多集中在材料的优化设计上，对材料的焊接性研究较少。纳米贝氏体钢属于高碳钢，焊后极易产生淬硬的马氏体，为此别人提出焊接接头再纳米化的方法，但是再纳米化时间过长，本文的主要研究内容是加速焊后再纳米化速度。本文首先完成了纳米贝氏体钢的制备和性能分析。高碳钢经热处理制备出纳米贝氏体钢，并研究了在相同保温温度下，不同保温时间对贝氏体转变量、材料微观组织和力学性能的影响。得到纳米贝氏体钢的制备工艺为：高碳钢加热到1200℃完全奥氏体化后，快速冷却到250℃，恒温保温5h，制备的纳米贝氏体钢的力学性能最好，贝氏体转变基本完成。继而对纳米贝氏体钢进行了焊接试验，纳米贝氏体钢在焊后冷却到250℃保温5h后，焊缝区基本完成再纳米化转变。为了获得纳米贝氏体钢动态再结晶过程中的参数，进行了热模拟试验。获得纳米贝氏体钢动态再结晶激活能Qd的值，Z参数表达式，动态再结晶临界应变c的表达式和动态再结晶体积分数Xd的表达式。热模拟试验为随后的随焊冲击旋转挤压细化焊缝区晶粒的有限元模拟提供材料参数和动态再结晶细化模型。提出采用随焊冲击旋转挤压增大焊缝高温区塑性变形、细化晶粒、加速贝氏体相变。为了增大焊缝高温区金属的塑性变形，将冲击头端面设计成渐进的凹凸不平状，以增大旋转方向上的剪切力，使焊缝区金属在随焊冲击旋转挤压时更容易发生塑性变形。随后进行了随焊冲击旋转挤压试验，验证了随焊冲击旋转挤压增大焊缝区塑性变形、细化焊缝区晶粒的可行性。运用子程序二次开发对纳米贝氏体钢随焊冲击旋转挤压细化焊缝区晶粒进行了有限元模拟。模拟在相同工艺条件下，锤击位置对焊缝区晶粒细化效果的影响,获得模拟最佳锤击位置。根据模拟结果进行纳米贝氏体钢随焊冲击旋转挤压试验验证，保温相同时间以后，观察冲击旋转挤压和未经冲击旋转挤压焊缝位置的微观组织,验证了经随焊冲击旋转挤压后，焊缝区金属的贝氏体转变速度明显提高，贝氏体片层排列变密，长度变短，说明晶粒得到了细化，验证了纳米贝氏体钢随焊冲击旋转挤压加速相变的可行性和模拟计算结果的准确性。