随着我国对石油、天然气能源需求不断增加,资源丰富的西北地区逐渐成为油气开发的重点区域。为有效增加油气管道的输送压力,提高输送效率,我国建设油气管道多采用具有高强度和良好低温韧性的X80管线钢。随着油气管线铺设范围不断扩大,不可避免会途经一些寒冷地区,当前生产的X80管线钢强度容易达到使用要求,但是其低温韧性限制了它在寒冷地区的应用。工业生产中,往往从控制冷却的角度出发,例如降低终冷温度、增大冷却速度等,以获得比较精细的显微组织,从而获得优良的低温韧性。但是控制冷却仅考虑对相变过程调控,忽略了相变前奥氏体晶粒对低温韧性的影响。基于以上背景,本文以采用合理的控制冷却工艺为前提,利用控制轧制技术细化相变前奥氏体晶粒,来提高X80管线钢低温韧性。通过热模拟实验、实验室热轧,显微组织分析技术及力学性能检测,研究了 X80管线钢轧制参数和冷却参数对显微组织和力学性能的影响,为工业生产奠定理论基础和控制思路。论文主要的研究结果如下:（1）通过热模拟实验,研究了控制道次变形量对奥氏体的影响。结果表明:经过基本四道次压缩变形后,奥氏体晶粒被压扁,平均晶粒尺寸为55.9μm;增加再结晶区末道次压下量,促进了再结晶,平均晶粒尺寸细化为32.1μm,且具有明显的压扁状态;而增加再结晶区、未再结晶区总变形量,以及增加未再结晶区末道次变形量均不能获得晶粒尺寸细小且压扁状态明显的奥氏体。（2）通过热轧实验,研究了控制轧制过程中,增加粗轧末道次变形量,精轧末道次变形量以及减小待温厚度对奥氏体的影响。结果表明:保证粗轧与精轧阶段具有合适的总变形量,增加粗轧末道次变形量使得再结晶充分,最终获得尺寸细小且压扁状态明显的奥氏体组织,增加精轧末道次变形量不影响奥氏体组织,减小待温厚度虽然细化晶粒,但是导致最终奥氏体压扁状态不明显。（3）通过热模拟实验,研究了变形道次间隔冷速与部分再结晶区引入逆相变工艺对奥氏体以及室温组织的影响。结果表明:进行基本四道次压缩变形,改变再结晶区与未再结晶区的冷却速度,对细化奥氏体晶粒影响不明显;在部分再结晶区,随着冷却速度的增大,奥氏体组织逐渐细化,以3℃/s冷却所得奥氏体平均晶粒尺寸为55.9μm,以25℃/s冷却所得奥氏体平均晶粒尺寸为38.7μm。在部分再结晶区,引入逆相变工艺对显微组织具有明显的细化作用。（4）利用动态相变仪,研究了过冷奥氏体连续冷却相变行为,绘制动态CCT曲线。结果表明:较小的冷速会出现铁素体,随着冷却速度增大,组织细化,得到全部的粒状贝氏体组织,当冷速达到40℃/s,得到全部板条贝氏体。（5）通过热模拟实验,研究了终冷温度、冷却速度、卷取冷速对室温组织的影响。结果表明:降低终冷温度和增大冷却速度都有利于获得精细的室温组织,而当终冷温度为500℃时,改变卷取冷速对室温组织影响不明显。（6）进行实验室热轧,研究了轧制和冷却工艺参数对室温组织及力学性能的影响。结果表明:在轧制过程中,不改变精轧阶段总变形量,增加粗轧末道次压下量,可在保证强度的同时,显著提高低温韧性;随着终冷温度降低,冷却速度增大,实验钢屈服强度、抗拉强度提高,但韧性恶化。