为了研究碳素超细晶粒热轧钢板的显微组织及力学性能,采用GLEEBLE热模拟实验方法,研究了变形温度对奥氏体再结晶晶粒尺寸的影响,研究了冷却工艺和卷取工艺对铁素体晶粒细化的影响,探讨了热连轧过程中的变形诱导铁索体相变规律。通过实验室轧钢试验,研究了热轧精轧开轧温度、卷取温度、道次压下量以及中间坯厚度对碳素热轧钢板显微组织和力学性能的影响。在攀钢1450热连轧机上,通过对热轧加热、粗轧、精轧和冷却等全流程进行控制,用碳素钢成分工业生产出了超细晶粒热轧钢板。对工业生产的超细晶粒热轧钢板的显微组织、力学性能、成型性能和耐蚀性能进行了研究,分析了超细晶粒热轧钢板制作汽车零件的情况。本文的研究得出以下主要结论:研究了变形温度对奥氏体再结晶晶粒尺寸的影响。结果表明:随着变形温度的降低,再结晶奥氏体晶粒尺寸明显细化,降低轧制温度对碳素钢原始奥氏体组织细化是有效的。较低的变形温度和较低的变形速率有利于变形诱导铁素体相变。较高应变速率下的组织为较细的再结晶组织,显著细化的再结晶奥氏体降低了奥氏体的稳定性。在实际工业轧制碳素钢时,通过粗轧及精轧的头几个道次变形来细化原始奥氏体组织,适当降低终轧温度,变形诱导铁素体相变可以发生。加速冷却可抑制铁素体晶粒的长大。随着卷取温度的降低,铁素体晶粒变得更细小。在攀钢1450热连轧机上,通过对热轧全流程采取一系列技术措施如控制加热温度、适当分配粗轧压下量、精轧压下量和加速冷却等,用Q235碳素钢成分工业生产出了超细晶粒热轧钢板。超细晶粒热轧钢板的显微组织为铁素体和珠光体,显微组织中铁素体体积分数约为80%～85%,珠光体体积分数约为15%～20%。碳素超细晶粒热轧钢板的晶粒尺寸为4μm～5μm。热轧钢板的抗拉强度和屈服强度分别达到510MPa和400 MPa以上,钢板具有较高的塑韧性。碳素超细晶粒热轧钢板具有优良的冷弯性能和冲击性能,较高的耐腐蚀性能和成形性能,钢板具有良好的综合性能。