超细晶粒钢由于其优良的强韧性配合、合金元素含量低、杂质含量低、便于回收、可重复使用等优点，可有效地用于工业生产中，符合社会可持续发展战略。但超细晶粒钢由于其固有的局限性，如屈强比高、焊接性能不好等，限制了超细晶粒钢的广泛应用。当控制超细晶粒钢的组织形态，并使组织中含有一定量的贝氏体时，钢材具有较高的强度、较低的屈强比，塑性也令人满意。 关于这方面的研究，国内外进行了大量的工作。本文结合国家自然科学基金和上海宝钢集团公司联合资助项目“贝氏体对超细晶粒碳-锰钢强韧性的影响”这一研究课题，选择碳锰钢为研究对象，对不同锰含量的碳锰钢的连续冷却转变行为进行了研究，探讨了变形、冷却工艺参数及锰含量对实验钢组织转变的影响。对不同锰含量的实验钢进行了控轧控冷实验，研究了TMCP工艺及锰含量对实验钢组织性能的影响。这些研究结果可为超细晶粒钢控轧控冷过程中的组织性能控制提供依据。论文的内容主要包括以下几个方面： (1)利用热膨胀法并结合金相组织观察，绘制了一种成分实验钢的动、静态CCT曲线。同时，对该成分的实验钢进行了不同变形工艺参数下的热模拟试验。结果表明：变形使CCT曲线向左向上移，扩大了铁素体(F)区和珠光体(P)区，缩小了贝氏体(B)区。促进了奥氏体向铁素体的转变。当冷速由1℃/s增加到25℃/s时，随着应变量的增大，铁素体开始转变温度升高。当冷却速度比较大时，随着应变量的增大，铁素体的开始转变温度提高的幅度比较大；而当冷速比较小时，随应变量的增大，铁素体开始转变温度提高的幅度比较小。 (2)对不同锰含量的实验钢进行了不同条件下的热模拟实验。实验结果表明：无论变形或未变形条件下，随着锰含量的增加，铁素体开始转变温度和贝氏体转变结束温度均降低，组织中贝氏体含量增多。 (3)对所得室温组织进行了硬度实验。实验结果表明：当锰含量一定时，随着冷却速度的增大，室温组织的维氏硬度值增大。当冷却速度在10-25℃/s的范围内，随着真应变的增大，维氏硬度值增大。冷却速度在1-10℃/s的过程中，未变形组织的维氏硬度值比应变量为0.4的维氏硬度值小，但比应变为0.2的维氏硬度值大。当冷却速度和应变值一定时，随着锰含量的增加奥氏体连续冷却室温组织的维氏硬度值增加。 (4)选取三种不同锰含量的实验钢进行了控轧控冷实验。实验结果表明：在相同的TMCP(Thermalmechanicalcontrolprocessing)工艺下，随着锰含量的增加，组织中贝氏体含量增加，铁素体含量减少，晶粒变细；实验钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和屈强比均升高；实验钢的冲击韧性提高，韧脆转变温度降低。同时，实验结果表明：随着终轧温度和卷取温度的降低，实验钢的强度提高，屈强比略有提高，延伸率稍有降低。 (5)对高温终轧后加速冷却工艺进行了初步探讨。实验结果表明，当终轧温度高于形变诱导铁素体上限温度且轧后冷却速度加快时，实验钢组织中出现了针状铁素体；实验钢的屈服强度和抗拉强度提高；虽然延伸率有所降低，屈强比有所提高，但都较为合理。 (6)对单道次压缩过程进行了有限元模拟。分析了应力应变场分布。结合热模拟淬火实验结果，确定了利用淬火方法研究形变诱导铁素体相变时，金相观察所应选取的试样部位。研究结果表明：在实验条件下，不存在试样边缘应变量不足而难以产生形变诱导铁素体相变的问题。在选取金相观察部位时，应着重考虑淬火冷速不均所造成的影响。