普碳钢棒材可以通过细晶强化显著提高强度和韧性，在减少合金元素的用量的前提下实现产品的升级，带来可观的经济和社会效益。　　 国内目前中小型棒材生产线控温能力不够，无法满足超细晶控轧控冷的条件。生产较大规格高强度棒材，还只能通过合金强化的方式。针对这一现状，本文对国内中小型棒材生产线现有的设备布置进行改进，提出了一种超细晶棒材全流程控轧控冷的新方案，并选用Q235为试验钢，开展了热压缩试验和各种规格棒材轧后冷却的有限元模拟。　　 热模拟试验在Gleeble-1500D试验机上进行，采用单道次和双道次压缩的方法，明确了试验钢奥氏体热变形中的再结晶条件与变形道次间隙的静态软化率；还发现试样变形过程中自身温度与再结晶发生与否、变形速率都有关系：在试验的750～950℃温度范围内，发生再结晶并且变形速率是1s-1时，试样温度先升高后降低，其它条件下变形的试样温度一直上升。　　 棒材尤其是较大规格棒材的控冷一直是国内生产线无法解决的问题。本文采用水量较小、水冷段较长的缓冷方式，对各种规格棒材单级和分级轧后控冷进行了有限元模拟。模拟结果表明，采用水冷距离长但是水冷系数较小的方式具有最好的冷却效果。　　 根据热模拟和有限元模拟结果制定了生产Q235钢超细晶棒材新流程，新流程可将试验钢晶粒尺寸控制在5μm以下。