通常把优质碳素结构钢中碳的质量百分数不小于0.45%的中高碳钢轧制的线材称为硬线。目前国产硬线普遍存在通条性差、索氏体化率不高、表面存在缺陷等问题。现在迫切需要提高和稳定硬线性能,替代进口热轧硬线。因此,要优化轧后控冷工艺制度。在对唐钢高速线材厂斯太尔摩冷却系统进行分析的基础上,我们对高线产品的性能做了预报和控制,提出了一套模型。在风冷模型中,通过选取合适的时间步长,对整条斯太尔摩空冷线及各段辊道合理分段,对线材截面半径方向上,合理划分区间。通过循环计算,得出两段辊道相交处的温度,珠光体与铁素体在同一截面上沿半径方向的转化百分数,每段辊道的冷却速率。在性能结果模型中给出转变的晶粒尺寸、珠光体的片层间距和性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和硬度等)。该模型的应用能消除由于轧制过程工艺不合理而造成的硬线异议问题,同时,还为发展控冷过程的计算机仿真提供理论基础,也为制定合理的硬线控冷工艺制度提供理论依据。此外,还对模型进行了验证。通过研究和实验验证,得到如下结论:1.给出了轧件轧后冷却过程中的温度场。2.给出了控制冷却过程中的组织转变。3.建立了描述组织与力学性能之间关系的数学模型。4.该课题的创新点在于揭示硬线控冷过程中的组织转变规律和硬线产品的性能预报。5.该模型的作用是根据现有工艺来预报硬线的性能。该模型还可以通过修改达到根据性能要求,确定最佳工艺。6.该研究成果的问世,能使成果应用厂消除由于轧制过程工艺不合理而造成的硬线异议问题,大大增加经济效益。7.我们用实验测得的60号钢的数据去修正计算机模拟的结果,使模拟结果与实验结果相一致。然后,对55号钢的性能进行模拟,模拟结果与实测值相比较,得到σb的误差为0.5%,σs的误差为1.3%,δ5的误差为2.5%,ψ的误差为0.85%,珠光体片层间距的误差为1.86%,铁素体百分含量的误差为4.85%,布氏硬度的误差为4.62%。模型的误差范围在0.5%～4.85%。