控制轧制和控制冷却的强化机理
控制轧制和控制冷却技术使钢材强韧化的机理是：通过控制各轧制工艺参数（如加热温度、变形量、终轧温度、轧后冷却速度等），从而控制钢在整个轧制过程中的冶金学过程（奥氏体的再结晶、相变、微量合金元素及其碳、氮化物的固溶和析出、加工硬化、织构等），最后达到控制和提高钢材组织和性能的目的。控制轧制和控制冷却技术提高钢材强度及韧性的三个主要机理是：
1、晶粒细化。对于低合金钢来说，铁素体晶粒越细，钢材的强度越高，韧性也越好。相变前的奥氏体晶粒越小，相变后的铁素体晶粒也越小。
控制轧制和控制冷却技术的主要目的之一是成品轧件获得细晶粒铁素体组织。控制轧制可以通过两种方法使奥氏体晶粒细化：一种是钢材在轧制过程中奥氏体变形和奥氏体再结晶交替进行，使晶粒细化；另一种是在奥氏体未再结晶区轧制，使晶粒内有大量变形带，相变使形核数多，相变后铁素体晶粒细化。
降低钢坯加热温度，使原始奥氏体晶粒较小，加大道次变形量，降低终轧温度，都有利于奥氏体再结晶晶粒的细化。
为了实现在奥氏体再结晶区轧制，需要提高奥氏体再结晶的温度。钢种含有铌、钒、钛等微量合金元素时，就具有提高奥氏体在结晶温度和延迟奥氏体再结晶的效果。从而使轧制过程能在未结晶区域进行。
2、微量元素的碳、氮化物促使强化、铌、钒、钛是比铁强得多的碳化物或氮化物形成元素。在形成碳、氮化物元素的质点和轧制工艺的影响下，铁素体晶粒得到细化，其作用如下：
1）在加热时抑制奥氏体晶粒长大；
2）在道次之间和终轧之后冷却时阻止再结晶；
3）降低奥氏体到铁素体相变的临界点；
4）在铁素体区域上部分阻止铁素体晶粒长大。
碳化物和氮化物在高温时溶解于奥氏体以及相变后析出，对钢直接起弥散强化的作用
3、珠光体量的减少。在热轧时随着钢中碳含量的增加，组织中的珠光体数量增加。珠光体是由片状铁素体和渗碳体共析混合组成的，它对钢的韧性不利。因此，希望钢在一定碳含量下尽可能减少珠光体的数量。
在控制轧制时，因钢在低温奥氏体区加大变形，所以，钢的晶粒比普通轧制时的晶粒细的多。细的奥氏体晶粒促使奥氏体稳定性减小，使相变温度提高。由于铁素体是先析相，所以碳在残存下来的奥氏体区被浓缩，而形成一部分粒状渗碳体存在于晶界上。这样，由于铁素体大量析出和生成渗碳体粒子而造成珠光体量的减少。
综上所诉，细化晶粒即可提高强度，又可提高钢材的韧性。
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