近年来，随着计算机技术的快速发展和材料领域理论研究及试验研究的重大突破，热加工冷却过程中的微观组织转变的计算机模拟研究是金属材料加工研究方向的热点之一。本文结合某厂热连轧带钢Q345E，在实验室研究的基础上，采用物理模拟和数值模拟相结合的方法，对轧后冷却过程的温度场及组织演变进行了研究和计算机模拟，对钢材最终组织进行了预报，并对层流冷却工艺上采用边部遮蔽冷却方式进行了分析及探讨。采用物理模拟和软件模拟的方法，研究了Q345E钢的CCT和TTT曲线，并通过金相实验进行了组织分析。组织性能预报技术的关键部分是相变热力学和动力学，因此研究出准确的相变模型非常重要。在参考了大量国内外研究者及课题组其他成员研究成果的基础上，选取了适当的温度模型和JMAK经典相变动力学模型，建立了轧后冷却过程中温度变化及组织性能演变数学模型。根据Q345E钢的热物性参数，建立了层流冷却过程中的有限元模型，利用该模型计算层流冷却过程中的瞬态温度场及组织性能转变，然后利用计算机图形学理论，结合该钢种试样热模拟实验中掌握的组织性能的转变特征，在有限元软件DEFORM-3D的后处理模块中探讨了层流冷却过程中的温度场变化和组织性能转变的规律。最终建立了一套层流冷却过程新工艺计算机模拟系统，为实际生产过程提供理论参考依据。利用该模拟系统研究了层流冷却过程中采用边部遮蔽的冷却方式，组织模拟结果表明，层流冷却后组织为大量铁素体、少量珠光体+贝氏体等组织。并将组织性能模拟结果与实验结果及现场数据进行对比，收到了甚好的效果，从而验证该模拟系统的可靠性。