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超低碳贝氏体钢在具有良好韧性的同时，仍能保证高的强度及优良的低温焊接性能。其优良的性能取决于其热变形过程后的微观组织结构，因此，研究超低碳贝氏体钢的热变形行为及微观组织演变规律对于提高其综合性能非常重要，并有利于指导实际生产。本文采用等温恒应变速率压缩试验，借助金相分析系统，研究了Q550D超低碳贝氏体钢热变形时的动态再结晶行为，在此基础上首次建立了动态再结晶的预测模型，并利用DEFORM-3D微观组织模块对Q550D超低碳贝氏体钢热变形过程微观组织演变进行了模拟。主要研究工作如下：首先，采用Gleeble-3500热模拟试验机对Q550D超低碳贝氏体钢进行等温压缩变形试验，研究了该钢种在变形温度为1000~1150℃、应变速率为0.01~0.1s-1条件下的流变行为。通过应力-应变曲线研究了Q550D超低碳贝氏体钢的动态再结晶规律，并确定了该合金在当前应变速率条件下，易于发生动态再结晶的温度范围为1100～1150℃；采用硬化率-应变(θ-ε)曲线较精确地确定了动态再结晶的临界条件和峰值应力应变；并采用动态再结晶开始时间与温度的关系图（RRT图）描述了变形温度对动态再结晶的影响规律。其次，根据再结晶形核与长大理论以及动力学基本特点，建立了Q550D超低碳贝氏体钢动态再结晶动力学模型、再结晶晶粒尺寸模型，峰值应力p、峰值应变p以及临界应变c分别与lnZ之间的关系模型。通过线性回归分析计算出Q550D超低碳贝氏体钢变形激活能为386.43kJ/mol，获得了Q550D超低碳贝氏体钢高温条件下的流变应力本构方程；最后，在DEFORM-3D软件平台上，建立了Q550D超低碳贝氏体钢热变形过程的动态再结晶模型，并采用元胞自动机模拟了Q550D超低碳贝氏体钢在不同的变形条件下微观组织演变。模拟结果显示:在热变形过程中试样的微观组织得到了改善，在模拟过程中发生了动态再结晶现象，晶粒变得均匀细化，这与实验结果相吻合；并且模拟得到的平均晶粒尺寸大小和动态再结晶百分数与实验结果吻合得较好，晶粒尺寸相对误差小于8.6％，动态再结晶百分数都为100％。