在Thermecmastor-Z型热模拟试验机上对试验钢20MnSiNb和20MnSi进行了单向压缩试验，用热膨胀技术结合观察金相组织的方法，建立了静态和动态的连续冷却转变曲线，研究了试验钢在连续冷却过程中冷却速度，形变及微合金元素Nb对Nb微合金钢γ→α相变过程的影响规律。研究结果表明：试验钢在未变形和发生变形条件下，随着冷却速度的增大，过冷度的增大，晶界处的临界形核自由能与均匀形核时的临界形核自由能逐渐减小，推迟了相变的发生，铁素体相变点温度Ar₃得到明显的降低，铁素体晶粒得到显著细化。当冷速从0.1℃/s提高到10℃/s时，铁素体晶粒细化非常显著，但当冷速在10℃/s以上时，铁素体晶粒尺寸则略有细化，趋于稳定。试样的预变形引入了形变储存能，一方面形变储存能会导致γ→α相变开始温度升高，使得相变晶粒细化作用有所减弱；另一方面形变储存能显著增大铁素体晶核数目，提高铁素体晶核的形核率，预变形又能有效地提高相变晶粒细化作用。由于这两方面的共同作用，预变形对铁素体相变点温度Ar₃以及铁素体晶粒尺寸影响都不大。在1000℃的奥氏体化温度下，钢中Nb主要以析出物Nb（C，N）形式存在，只有少量的Nb固溶于奥氏体中，因而降低钢的淬透性使得实际相变温度升高，Nb（C，N）在钢中的主要作用是延迟或抑制奥氏体再结晶，显著提高再结晶结束温度和奥氏体晶粒粗化温度，细化奥氏体晶粒，从而细化铁素体晶粒。本文研究结果为确定合适的轧后冷却工艺，获得性能优良的细晶粒化轧材提供了有价值的理论依据。