热处理是温度、相变、应力应变三者相互耦合的复杂固态相变过程，由此产生的内应力非常难于在线测量。随着计算机技术的发展，数值模拟为热处理过程的在线控制提供了手段。在热处理数值模拟中，需要建立温度-相变、温度-应力、应力-相变三对耦合数学模型，同时需要完备的材料物性参数。温度对相变的影响主要是相变动力学，应力影响相变包括应力对相变动力学的影响和相变塑性。在本论文工作中，首先对低合金中碳高强度钢42CrMo的机械性能参数进行了测试，得到了该钢种奥氏体、马氏体、珠光体、贝氏体在不同温度下的弹性模量、塑性模量、屈服极限、线膨胀系数等物性参数。对42CrMo钢马氏体相变动力学以及应力影响马氏体转变开始点温度进行了研究。研究结果发现单向应力对马氏体相变开始温度的影响没有太明显的规律性，但压应力会提高Ms点，而拉应力对Ms点的影响不明显。建立了42CrMo钢贝氏体等温转变相变动力学，发现随着温度的升高，相变动力学参数有规律性变化。由于贝氏体相变不完全转变，存在残余奥氏体，使用XRD手段，对衍射谱进行分析，得到了不同冷速和不同温度下的贝氏体相变中残余奥氏体的含量。制定了马氏体相变塑性实验的具体实验方案，依据实验数据，将马氏体相变塑性应变与应力进行线性拟合获得相变塑性系数。分别对贝氏体连续冷却转变和贝氏体等温转变的相变塑性实验进行了实验规范制定和数据分离方法推导，得到了在恒定冷速下的贝氏体相变塑性系数，以及不同温度下贝氏体等温转变的相变塑性系数。研究发现，随着温度升高，贝氏体等温转变的相变塑性系数与温度成线性分布。基于Greenwood-Johnson机理的相变塑性模型计算出了相变塑性系数，预测结果与实测值的偏差在20%范围内。参照实验测量的相变塑性应变值，研究了相变塑性动力学函数的选取对相变塑性应变模拟结果的影响。使用Scheil叠加法，基于贝氏体等温相变动力学，模拟了圆柱小试样连续冷却过程的贝氏体相变及径向变化，对Scheil叠加法的实际应用提出了一些建议。