作为传统材料，钢铁面临着其他结构材料的竞争，铝、钛及其合金和塑料逐渐蚕食原本属于钢铁的领地，除了外部的竞争，钢铁行业的内部竞争也迫使研究人员千方百计地通过控制钢材的组织性能来降低成本，改进质量，增强其市场竞争能力。这就要求钢材不仅拥有很好的表面质量，而且对钢材的组织力学性能更是提出了更高的要求。本文拟通过研究材料温轧过程的组织转变机制、力学性能及其工艺参数控制等问题，以达到优化组织结构、细化组织、简化退火工艺和缩短球化周期的目的。目前对有关C-Mn钢(45钢、65Mn)温轧组织细化及相变机制的研究报道很少，工艺制定缺少科学的依据。为此本文利用等温压缩实验，研究C-Mn钢在550~700℃的组织转变与碳化物的析出变化规律，为该材料温成形工艺的制定提供了可靠的参考依据。首先，对温轧过程中的粗轧和精轧间的冷却过程进行组织性能预报，以KRC(Kaufman Redcliffe Cohen)模型为热力学基础和以Cahn理论和可加性法则为相变动力学基础进行冷却过程中组织建模及分析。计算了各相的平衡温度及各组织在不同冷速影响下的体积分数，分别建立了铁素体晶粒尺寸模型和珠光体片间距模型，并用实验数据对模型的正确性进行验证。其次，通过热模拟实验对温变形过程中的组织转变过程及机理进行分析，发现温变形过程中主要发生铁素体动态再结晶和渗碳体的球化现象，讨论分析了不同变形工艺(变形量、变形温度、变形速率)条件下的组织转变的规律，铁素体晶粒随变形温度的降低而减小，渗碳体随变形速率的增大而减小；研究了冷却过程中由于冷速产生的不同片层间距的初始珠光体组织对温变形的影响，初始组织中片状碳化物越细薄、越不规整，其能量越高，破碎分断驱动力越大，加快了碳化物呈粒状的倾向。最后，对不同温变形工艺后的试件进行力学性能(硬度、强度、延伸率、断口形貌)测试，通过对比分析得出45钢在650℃、700℃条件下的性能为最佳，65Mn在变形温度为600℃、650℃综合力学性能较好。