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超细晶粒钢(Ultrafine Grained Steel,简称UFG钢)由于具有综合的高强度、高塑性力学性能以及较低温度下的高应变速率加工超塑性，因而成为当今世界钢铁材料技术领域的研发热点。目前，关于超细晶材料的研究已取得重要进展，研究对象几乎涵盖了所有的黑色金属和有色金属材料及其相应的合金，研究工作也多集中于微观组织特性与常规静态力学性能的表征方面，而关于超细晶材料的动态力学行为的研究，在国内外还少有文献报道。本文采用数值模拟分析与实验研究相结合的方法，利用等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing，简称ECAP)方法在高碳珠光体钢中成功制备出了晶粒尺度在亚微米量级的超微细复相组织(α+θ)。然后借助高压(GPa量级)、短脉冲(ns量级)强激光诱导的冲击波加载作用于原始珠光体和超细晶高碳钢表面，系统研究了超高应变速率变形前、后原始珠光体和超细晶高碳钢的显微组织以及相应的力学性能指标。基于有限元软件DEFORM-3D对原始组织为层片状珠光体的T8钢Bc方式多道次ECAP过程进行了热力耦合数值模拟，得到变形过程中任意时刻、任意部位等效应变场的大小和分布情况。在原始组织为层片状珠光体的T8钢中经过Bc方式4道次的ECAP变形成功制备出了超微细复相组织(α+θ)，等轴铁素体平均晶粒尺寸约为0.4μm，球化完全的渗碳体颗粒粒径约为0.15μm。超微细复相组织相对于层片状珠光体组织而言，抗拉强度有所下降，屈服强度、延伸率和断面收缩率均显著提高，硬度值变化不明显；超微细复相组织的断口形貌由大量细小的韧窝构成，为典型的韧性断裂，而原始珠光体组织断口形貌则由河流花样组成，呈脆性解理断裂特征。分别在室温、650℃下对原始组织为层片状珠光体的GCr15钢进行了Bc方式不同道次的ECAP变形。温变形2道次后，铁素体基体接近等轴状，平均晶粒尺寸约为0.4μm，球化完全的渗碳体颗粒粒径约为0.1μm。1道次变形后，硬度值由原始态(层片状珠光体)的42HRC分别降至38HRC(冷变形)、27HRC(温变形)。温变形2道次后，硬度值由27HRC增至32HRC左右。T8钢原始珠光体组织经激光冲击处理后，渗碳体片层发生弯曲、断裂、球化，并且随着激光冲击次数和冲击能量的增加，渗碳体的球化程度加剧；4道次ECAP变形后的超微细复相组织经激光冲击后铁素体晶粒可以得到进一步细化，由激光冲击前的0.4μm细化至0.15μm，同时渗碳体发生部分溶解，并且随着激光冲击次数和冲击能量的增加，铁素体点阵常数增大，渗碳体溶解程度增加。激光冲击处理后，原始珠光体组织和超细晶组织的显微硬度分别提高18%和30%，而二者表面残余应力最大值分别达到-280MPa、-239MPa。