钢铁材料作为结构材料的重要组成部分,在现代化发展进程中发挥着重要作用。然而随着科学技术以及工业化的发展,人们对材料的强度提出了更高的要求,同时在低成本的条件下提高材料的强度已成为一种趋势。为了避免强度的提高带来的塑性韧性的下降,本文拟采用异步热轧工艺。异步热轧可以结合剧烈的塑性变形（SPD）和热机械过程（TMCP）进行晶粒细化,异步热轧较同步热轧相比,附带的剪切变形能使奥氏体发生剧烈的塑性变形,在再结晶温度区产生更多的再结晶形核点,使奥氏体晶粒细小,在未再结晶区使加工硬化后的奥氏体晶体缺陷增多,增加相变和再结晶形核点,最终在随后的控制冷却过程中可以达到细化晶粒的目的。本次实验主要通过模拟加中试实验的方式对异步热轧工艺规律进行仿真与实验研究,实验材料采用低碳压力容器钢Q345R,有限元模拟软件采用DEFORM-2D,实验轧机为东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL）的Φ400异速异步热轧实验轧机,并借助光学显微镜（OM）、拉伸实验机、冲击实验机、EBSD、显微硬度计等技术手段,对比研究了不同压下率、每道次相同异速比和每道次不同异速比工艺下微观组织和力学性能变化,得出的主要结论如下:（1）相同压下率下,随异速比的增加,搓轧区内沿厚度方向等效应变增加,剪切应力增加,当异速比为1.2时,轧件等效应力降低,同时观察轧后宏观剪应变,可以看到,随异速比增加,宏观剪应变增加。（2）以异速比为1.2为例,对比压下率为1 5%、30%和50%工艺可以看出,经过多道次轧制将板厚20mm板坯轧到5mm,随着每道次压下率的增加,道次的减少,上下表面在出口侧等效应变增加,当压下率为30%时,心部等效应变略有减小,当压下率达到50%时,心部等效应变增加。（3）以压下率为15%为例,对比异速比为1.0、1.1和1.2可以看出,随异速比的增加,心部等效应变增加;在压下率为15%、30%和50%下,异步轧制沿厚度方向晶粒尺寸均小于同步轧制;同时在压下率为15%时,采用每道次异速比分别为1.2和0.8可以更好的细化晶粒,晶粒尺寸小于每道次异速比全为1.2的工艺。（4）异步轧制冲击功大于同步轧制,说明异步轧制能较好地提高材料的冲击韧性,同时异步轧制和同步轧制在室温状态均为韧性断裂,当压下率为50%、异速比为1.2时,冲击功最大。（5）异步轧制纵向拉伸抗拉强度大于同步轧制,当压下率为50%、异速比为1.2时,材料抗拉强度最大;异步轧制显微硬度沿厚度方向分布大于同步轧制,当压下率为50%时,异速比为1.2时,出现硬度值最大,其值为161HV。