了解金属和合金在热变形条件下的行为对于制定金属的成形工序(热轧,锻造和挤压)非常重要。金属和合金在热变形时组织将会发生动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)并伴随着组织结构的变化,这些现象对最终材料组织和性能起着重要影响。微合金钢是一类常用的重要钢种,为了节约能源保护环境,也迫切需要发展高强钢。近年来,C-Mn-Al-Si或C-Mn-Al高强钢由于能减轻或消除高硅含量所带来的表面缺陷而得到广泛研究。研究微合金钢及高强钢的热变形行为对控制其热变形后的显微组织及性能具有重要意义。本构方程对于制定、优化金属塑性成形工艺参数具有重要作用。目前已有的相关研究大部分集中于传统的表观本构方程,其虽然应用广泛,但缺乏一定的物理基础。近年来有研究提出了一种新的基于蠕变理论的物理模型,但对于此类物理模型进一步深入的研究报道并不多见。本文研究了中低碳的钒以及铌微合金钢的热变形行为,明确了碳和微合金元素(V、Nb、Ti)对微合金钢热变形行为的影响,以期对不同化学成分微合金钢热轧工艺的制定和组织控制起到一定的指导作用。结果表明：碳含量对钒微合金钢热变形行为的影响具有一定的应变速率敏感效应,即在较低应变速率下碳含量的增加具有软化作用,而在较高应变速率下碳含量的增加具有硬化作用；钢中不同元素对热变形表观激活能Q值的影响规律不同：对于V微合金钢和Nb微合金钢,碳含量增大均导致钢的热变形激活能Q减小,V微合金化对Q值几乎无影响,但V-Ti复合微合金化可导致Q值明显提高,Nb微合金化则明显提高Q值；钢中不同元素对钢动态再结晶行为的影响规律不同：V微合金钢中碳含量增大会导致动态再结晶临界应变值减小,并加速动态再结晶的进行。Nb微合金钢中碳促进动态再结晶发生,Nb推迟动态再结晶的发生。对热变形本构方程的研究表明：基于物理的本构方程经修正后拟合精度有了一定的提高,应变补偿的基于物理的本构模型可以较为准确地预测C-Mn钢和C-Mn-V钢的热变形流变应力,但其预测C-Mn钢流变应力的精度高于C-Mn-V钢,这可能是因为佰-Fe的数据被用于实验钢的分析,而C-Mn钢较C-Mn-V钢含有更少的合金元素,更接近于γ-Fe。综合分析得出,经修正后的基于物理的本构模型可望成为除传统的双曲正弦本构模型外又一热变形流变应力预测模型,其不仅简单有效,还具有一定的物理基础。对一种0.23C-1.50Mn-1.79Al(质量分数,%)基高强钢的热变形行为进行了研究,结果表明：实验钢的动态再结晶行为随温度和应变速率的变化很敏感。随着温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶百分数增加,动态软化作用增强,达到完全动态再结晶的稳态晶粒尺寸也增大。建立了实验钢应变补偿的双曲正弦本构方程,利用其来预测实验钢的流变应力曲线,预测值和实验值吻合良好。通过分析实验钢的加工图及组织观察表明：实验钢存在一个动态再结晶区,温度范围为1000-1100℃,应变速率范围为0.01-1s-1。实验钢有三个加工失稳区：一个低温低应变速率的加工失稳区和两个高应变速率下的失稳区,失稳区对应的组织出现了流变集中带或者“项链”组织。最后将加工图和本构方程结合起来,二者互相验证,为更为全面地研究实验钢的热变形行为提供了参考。对0.26C-1.56Mn-1.72Si(质量分数,%)基和0.23C-1.50Mn-1.79Al质量分数,%)基高强钢的热变形行为进行了对比研究,以期明确以铝替硅对高强钢热变形行为的影响。结果表明：在相同的变形条件下C-Mn-Al高强钢的热变形流变应力高于C-Mn-Si高强钢,这是山于Al相对Si具有更高的固溶强化系数。建立了实验钢的热变形本构方程,C-Mn-Al高强钢的热变形表观激活能(310kJ/mol)明显低于C-Mn-Si高强钢(396kJ/mol),结合文献报道分析得出Si相较于Al能更显著提高热变形激活能的值。在相同的变形条件下C-Mn-Al高强钢的峰值应变高于C-Mn-Si高强钢,说明C-Mn-Si高强钢更易于发生动态再结晶。而C-Mn-Al高强钢的动态再结晶动力学快于C-Mn-Si高强钢,这是由于C-Mn-Al高强钢的热变形激活能低C-Mn-Si高强钢,说明在高温下C-Mn-Al高强钢更易于变形,从而导致了更快的动态再结晶动力学。