油气管道输送因其具有经济性、安全性和连续性等优点而受到了各发达国家的广泛重视,这也就造成对于管线钢的研究和生产成为了低合金高强度钢和微合金钢领域内最富有活力的一个重要分支。以往的研究中，科学工作者提出了各种各样的流变应力预报模型，为实际生产以及有限元模拟提供了理论依据，但是就以往的模型来看基本都是基于材料宏观变形建立的结构简单的模型，而结合微观机制进行研究的模型则是鲜有涉及，并且目前的中厚板生产过程中的实际应变速率最大仅能达到25s-1，显然这样的应变速率并不能满足未来的生产需求。然而提高生产速率的同时，对设备的要求就会相应的提高，能够准确的预报高应变速率下的流变应力，对于设备的保护、钢厂的生产效能以及产品的质量都具有重要的意义。热机械控制加工在金属加工过程中能够定量的控制轧制过程中开轧温度、变形条件（变形温度、变形量、变形速率）、道次间隔时间、终轧温度、轧后冷却速率和终冷温度等工艺参数。热机械控制加工不仅能够在热加工过程中控制钢材使其宏观形状和尺寸等性能较为理想，而且还能通过对形变控制和相变控制的综合作用使钢的微观晶粒尺寸以及组织结构较为理想，最终确保钢材的综合性能非常的优良。本文引入了结合微观机制进行研究的流变应力模型，并且利用Gleeble3500热模拟试验机在10s-1~50s-1的高应变速率下进行了单道次热压缩实验，在该范围内表明只有动态回复一种软化机制，所以建立了在高应变速率下仅有动态回复一种软化机制时适用的流变应力模型，通过实验值与预测值进行比较，为中厚板生产过程中高应变速率轧制趋势提供了可行性理论依据。为了能够精确的预测出产品的性能并为数值模拟提供可靠的金属内部微观组织演变、力学性能预报模型，通过在小于1s-1的应变速率下的单道次实验研究了材料在不同变形条件下的动态再结晶行为，由实验数据以及相关理论确定了金属材料的动态再结晶激活能，建立了临界应变、稳态应变模型，并依据上述模型绘制出了动态再结晶状态图；最终得到了较高精度的动态再结晶动力学模型。通过双道次实验研究了材料在双道次热变形间隙时间内的软化机制，在不同变形条件下的静态再结晶行为、亚动态再结晶行为，确定了静态再结晶激活能，亚动态再结晶激活能，并建立了X70HD抗大变形管线钢静态再结晶动力学模型以及更加符合实际情况的亚动态再结晶动力学模型，通过对以上模型进行验证，结果表明所建立的模型具有较高的精确度。