51CrV4广泛地应用在弹簧刀具、汽车等领域,这类产品必须具备优良的力学性能和疲劳性能。本课题针对某钢铁公司生产的51CrV4弹簧钢进行研究,采用热膨胀法加金相-硬度法研究冷却速率对相变的影响、使用热模拟方法对轧制过程中的热变形行为和动态再结晶行为进行研究以及通过不同热处理对疲劳性能进行研究,具体结论如下:（1）使用热模拟机对51CrV4弹簧钢进行热膨胀试验,构建51CrV4弹簧钢动态CCT曲线、动态再结晶模型,为现场生产提供指导作用。结果表明:奥氏体过冷度受冷却速率影响,当冷却速率提高时,奥氏体的过冷度会增大,但奥氏体的转变温度会下降。使用动态再结晶临界应变模型、动态再结晶体积百分数模型、动态再结晶晶粒尺寸模型描述变形温度、变形速率对51CrV4弹簧钢动态再结晶的影响规律。变形速率与动态再结晶临界应变值成正比,与动态再结晶体积百分数、晶粒尺寸成反比;变形温度与动态再结晶体积百分数、晶粒尺寸成正比,与动态再结晶临界应变值成反比。（2）利用热模拟机进行热压缩实验得到的相关数据构建51CrV4弹簧钢的真应力-真应变曲线。运用回归分析的研究方法建立51CrV4弹簧钢本构方程、变形抗力方程,为指导现场生产提供指导作用。结果表明:变形温度与流变应力成正相关;变形速率与流变应力成负相关。通过对拟合得到的本构方程、变形抗力方程与实验数据进行对比,数据吻合度较高。（3）研究了51CrV4的疲劳性能,获得了疲劳裂纹扩展曲线、应力疲劳寿命曲线。发现与淬火温度相比,回火温度对疲劳裂纹扩展行为的影响更大。相同ΔK下的疲劳裂纹扩展（FCG）率随着回火温度的升高而降低。疲劳断裂的稳定扩展阶段为典型的疲劳条纹、疲劳台阶和二次裂纹。通过升降法测得试样的疲劳强度,发现回火温度升高提升了钢的疲劳强度。当夹杂物尺寸小于临界值时,疲劳裂纹将不从夹杂物处萌生。