在我国中厚板轧机装备中，辊身长度为2000～3000mm的低能力轧机约有20套。在这种低能力轧机上很难利用“低温大压下”方式而是通过添加微合金元素的方法提高性能。因而导致生产成本增加，钢材的回收利用率下降。有必要在低能力轧机上研究开发不含微合金元素的低成本高强度产品，节省设备改造资金，这对降低成本，增加企业效益具有重要意义。　　本文结合鞍钢中板厂轧制能力为30MN的轧机和国家自然科学基金项目“成形功率泛函积分线性化及在金属加工中应用研究”项目，对控轧控冷过程中不添加微合金元素的Q295试验钢组织演变规律和力学性能的变化进行研究，并据此进行工业试验，利用“非低温大压下”的控轧控冷工艺生产屈服强度为390MPa级低成本中厚板，为我国低能力轧机生产低成本高强度中厚板提供技术指导。论文的主要研究工作有:　　(1)以不含微合金元素的Q295钢为原料，利用细晶强化与相变强化机制在30MN轧机上可以生产出性能合格的低成本Q390中厚板，达到不改造设备、不添加微合金元素降低生产成本的目的。　　(2)通过单道次压缩实验建立实验钢的流变应力模型，采用双道次压缩实验研究实验钢的软化规律并根据软化规律计算得到道次的累积变形量。利用累积变形量对流变应力模型进行修正。结果表明，在轧制力计算过程中考虑累积变形量对流变应力的影响，采用混合摩擦条件下轧制力计算公式计算得到的轧制力与实测值吻合较好。　　(3)推导在π平面上覆盖面积与Mises屈服准则相同的线性化EA屈服准则，在柱坐标速度场条件下得到轧制力计算公式并对轧制力进行了计算。结果表明，采用EA屈服准则得到的轧制力计算结果较采用混合摩擦条件下轧制力计算结果更加接近于实测值，与实测值吻合良好。　　(4)利用修正后的流变应力模型采用EA准则进行轧制力预计算，并以轧制力计算结果为依据，对精轧工艺参数进行优化。结果表明，精轧开轧温度在920℃以上时可以将精轧缩减为五道次，第三道次的预计算轧制力最大，为26.42MN;若将精轧缩减为四道次，则第三道次的预计算轧制力为31.00MN，高于轧机负荷能力。　　(5)利用实验轧机采用阶梯件轧制方法对试验钢在不同变形量下冷却过程中的铁素体转变行为进行研究，得到变形量以及冷却时间对铁素体转变的影响规律;利用实验室轧制实验研究精轧温度与冷却强度对实验钢力学性能的影响规律。结果表明，轧制温度在930℃左右、变形量相同的情况下，实验钢冷却时间在3～25s内铁素体转变体积分数增加比较缓慢，而在25～38s之间，随着冷却时间的增加，铁素体相变体积分数迅速增加。通过实验室轧制实验，可以使实验钢屈服强度达到390MPa。　　(6)利用实验室轧制实验与工业试验研究轧制工艺、化学成分以及“分段冷却”方式对铁素体-珠光体带状组织的影响，为工业生产解决带状组织问题提供合理的工艺参数。采用前段冷却为主的控制冷却方式能够有效地减轻钢中的带状组织。　　(7)结合实验室轧制实验，通过轧制力预计算优化工艺参数并在现场进行工业试验，得到适用于30MN轧机的低成本Q390中厚板控轧控冷生产工艺。精轧采用五道次轧制，开轧温度控制在940～960℃，终轧温度可以提高到830～860℃，开冷温度在760～780℃之间，并对试验钢在控制冷却区集中前段冷却，终冷温度在580～615℃之间是较优的控轧控冷生产工艺。