中碳低合金钢因其优异的综合力学性能被广泛应用于船舶行业、机械零件制造行业和建筑行业等,但其焊接性能差、低温韧性差等缺点限制了其使用范围。为解决中碳低合金钢在极端环境下的使用需求问题,本文以42CrMo钢为原材料,通过孔型轧制、热处理、回火形变（Tempforming）工艺调控组织结构、晶粒取向和碳化物分布分析、性能测试等方法研究了孔型轧制的强韧化机制。研究结果表明:通过对正火态42CrMo钢直接进行不同温度的孔型轧制后,实验材料的微观结构由纳米级碳化物和强织构的超细晶粒组成,42CrMo钢的抗拉强度可以达1200MPa,冲击韧性即使在温度低至-80℃时也高于100 J,比回火态高一个数量级。亚温淬火及在不同温度下孔型轧制后,42CrMo钢的组织由铁素体+回火索氏体组成,组织中存在细长纤维晶粒、＜101＞//RD的强织构以及纳米级碳化物以球形或颗粒状较为均匀分布在基体中,且沿着轧制方向RD呈层状交替分布。亚温淬火及不同温度下孔型轧制后,42CrMo钢的抗拉强度在1400MPa以上,控温孔型轧制后的试样具有低的韧脆转变温度,在冲击温度为-80℃条件下,冲击韧性高达107J,实验材料具有较为优良的强韧性配合,其综合力学性能高于调质态42CrMo钢。完全奥氏体化（γ）水淬及在不同温度孔型轧制后,42CrMo钢的组织为回火索氏体,微观组织由球状纳米级碳化物、细长纤维晶粒和细长铁素体晶粒沿轧制方向的强织构组成;完全淬火态及孔型轧制态的42CrMo钢具有较为优良的强韧性,抗拉强度在1500MPa以上,850℃完全奥氏体化后650℃进行孔型轧制后的试样存在明显逆温韧脆转变现象,在-80℃是冲击韧性高达183J,其综合力学性能远高于调质态42CrMo钢;拉伸断口存在均匀分布的高密度韧窝,且韧窝尺寸大小和深浅基本一致。对孔型轧制态42CrMo钢的强韧化机理进行了分析,孔型轧制后材料组织中获得了超细晶粒细化、纳米颗粒弥散和强织构,在这三大因素的综合作用下可使体心立方钢在较低温度下获得高的韧性,同时具有较高的韧性和塑性;孔型轧制后的42CrMo钢在拉伸和冲击试样中出现了大量的脱层裂纹和裂纹分叉,裂纹分叉和脱层可以有效地降低裂纹尖端的应力集中,这也是材料拉伸性能和冲击性能提高的主要原因之一。