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随着直接切削用非调质钢应用范围的进一步扩大和零件综合性能要求的日渐提高,特别是对疲劳性能的要求越来越高,优化非调质钢强韧性、疲劳性能具有十分重要的意义。优化力学性能及疲劳性能的主要手段是利用微合金化技术及控轧控冷工艺来细化晶粒、显微组织。因此,本文探究了两种不同钒含量的直接切削用非调质钢的动态再结晶、静态再结晶行为规律及其显微组织对高周疲劳性能的影响。在Gleeble-3800型热模拟试验机上研究了两个不同钒含量的直接切削用非调质钢的动态再结晶、静态再结晶行为规律。首先,在单道次热变形压缩实验中,V1钢(钒含量为0.15%)和V2钢(钒含量为0.05%)在不同的变形条件下都发生了动态再结晶。变形温度T越高、应变速率宅越低时,越容易发生动态再结晶；变形温度T越低、应变速率ε越高时,容易获得更细小的奥氏体动态再结晶晶粒。基于动态材料模型(DMM),建立了V1钢和V2钢的热加工图,确定在真应变为0.4时V1钢和V2钢的最优加工区域分别为：V1钢的变形温度为1050℃～1150℃之间、应变速率小于1 s-1；V2钢的变形温度为1025℃～1100-C、应变速率为0.1s-1～1s-1。其次,在双道次间隙变形实验过程中,发现影响静态再结晶发生的主要因素是变形温度和道次间隔时间,其中变形温度影响较大。提高变形温度和延长道次间隔时间,V1钢和V2钢的静态再结晶软化率和静态再结晶体积分数逐渐增大,V1钢和V2钢发生静态回复和静态再结晶软化越容易。随着发生静态再结晶的程度增加, V1钢和V2钢的奥氏体静态再结晶晶粒尺寸减小。在相同的变形条件下,由于热变形过程中第二相的析出,使得V1钢的奥氏体静态再结晶晶粒明显比V2钢细小。在旋转弯曲疲劳试验机上研究了V1钢和V2钢的高周疲劳性能。研究结果表明,V1钢具有远高于V2钢和商业42CrMo的疲劳强度及疲劳强度与抗拉强度的比值,其值分别为552MPa和0.50。V1钢中钒含量的增加,使钒与碳、氮元素形成大量细小弥散的V(CN)沉淀析出,钉扎奥氏体晶界,既起到析出强化的作用又起到晶粒细化的作用,从而提高了V1钢的疲劳裂纹萌生和扩展抗力,高周疲劳性能十分优异。