超细晶粒钢(Ultrafine Grained Steel,简称UFG钢)作为当今世界钢铁材料技术领域所关注的热点，凭借其优越的综合机械性能，如高强度、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而倍受人们青睐。目前，关于超细晶粒钢的微观组织特性、静态及准静态条件下力学响应的研究已取得重要进展，但对于动态加载条件下超细晶粒钢的微观组织演变及力学响应的研究相对薄弱，在国内外还鲜有文献报道。本文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等轴铁素体晶粒尺寸约400nm，球化完全渗碳体颗粒粒径约150nm的超细微复相组织(α+θ)，借助分离式霍普金森压杆(SplitHopkinson Pressure Bar，简称SHPB)系统研究了在不同高应变速率条件下超细晶粒高碳钢的动态力学响应，利用扫描电镜(Scanning Electron Microscope，简称SEM)、透射电镜(Transmission Electron Microscope，简称TEM)观察其微观组织演变过程。层片状珠光体组织与超细晶粒高碳钢中均能形成绝热剪切带(Adiabatic Shear Bands，简称ASB)，但绝热剪切带内微观组织演变特性有所不同。层片状珠光体内高密度位错相互缠结，对铁素体基体分割形成亚晶，亚晶在高度集中的应变应力作用下发生连续动态再结晶形成等轴铁素体，铁素体在动态回复中晶界处伴随有细小渗碳体颗粒析出，最终形成微观组织为超细微复相组织(α+θ)的绝热剪切带；超细晶粒高碳钢在高应变速率变形条件下，微观组织内等轴铁素体首先在剪切应力作用下发生晶格畸变被拉长形成形变带，高度集中的应变使被拉长的铁素体晶界内位错相互缠结形成位错胞，位错相互反应形成亚晶，亚晶发生连续动态再结晶形成晶粒尺寸更加细小的等轴铁素体，同时铁素体内过饱和碳原子沿铁素体晶界析出粒径较小的渗碳体颗粒，最终形成绝热剪切带。层片状珠光体和超细晶粒高碳钢平均应变速率随着弹体速度V0的增加而增加，超细晶粒高碳钢应变速率敏感性高于层片状珠光体；由基体组织到绝热剪切带硬度呈上升趋势，绝热剪切带内硬度达到最高。层片状珠光体原始显微硬度值226HV，绝热剪切带内硬度值随着弹体速度V0升高而增大，由266HV增至292HV，V0=33m/s时相比基体显微硬度增幅约29.2%；超细晶高碳钢组织原始显微硬度值246HV，绝热剪切带内硬度值随V0升高先下降后升高，V0=33m/s时硬度达到最大值314HV，增幅约27.6%。与相应的纳米压痕硬度结果相吻合。动态压缩变形后层片状珠光体试样、两道次ECAP变形试样和超细晶粒高碳钢试样均未发生宏观断裂现象。层片状珠光体组织横截面观察到宽度约100nm的细长微裂纹、锯齿形裂纹等，纵深微观组织内观察到孔洞缺陷和细小微裂纹；两道次ECAP变形试样中观察到孔洞等缺陷，局部区域内孔洞缺陷已贯穿连接；而超细晶粒高碳钢组织中未发现此类缺陷。说明动态加载过程中微观组织结构是影响试样内部断裂缺陷萌生的主要因素之一。微观组织越均匀，晶粒尺寸越小，动态加载时组织内越不易萌生断裂失效缺陷。