随着经济和社会的不断发展,钢产量快速增长,为了节约资源、保护环境,发展高性能、低成本、绿色化的先进钢铁材料成为钢铁研究领域的重要课题。51CrV4钢是一种中碳低合金钢,也是国内外生产锯片用钢的主要材质之一。本文在实验室研究了全流程工艺控制中的轧制工艺与热处理工艺,分析了热轧卷取和卷后冷却过程中51CrV4钢显微组织及性能的变化规律,以便为热处理工艺选取匹配的热轧工艺、控制和理解热处理奥氏体晶粒度和马氏体相变组织提供依据,从而对高质量51CrV4锯片用钢的工业化生产奠定基础。采用Gleeble1500D热模拟试验机模拟研究了热轧卷取温度对51CrV4钢组织和第二相粒子析出的影响及其对热轧带钢强度、硬度的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射技术(EBSD)和物理化学相分析等手段分析了卷取后冷却速度对51CrV4热轧带钢组织与力学性能的影响;利用Formastor-F II全自动相变仪研究了51CrV4热轧带钢奥氏体化过程中组织演化规律,采用不同的奥氏体化工艺研究了51CrV4钢中第二相粒子析出与溶解、奥氏体晶粒度、淬火硬度的变化规律,为制定热处理工艺、考察硬度的均匀性提供了理论依据。实验结果表明:(1)卷取温度和卷取后冷却速度通过影响珠光体片层间距、铁素体晶粒尺寸、纳米(V,Cr)C析出,从而影响51CrV4热轧带钢的强度与塑韧性;(2)奥氏体化过程中,合金渗碳体的溶解程度将影响热处理后C的固溶强化效果并影响硬度的均匀性,奥氏体化温度和第二相粒子的溶解将影响原始奥氏体晶粒度,从而影响相变后马氏体板条束和板条块的细晶强化效果,C的固溶强化和马氏体板条束的细晶强化的综合作用,造成了实验钢力学性能的差异;(3)回火温度对51CrV4钢的组织与性能影响很大,奥氏体化温度为850℃,回火温度超过500℃后,实验钢的力学性能已不能满足工业上的使用标准。