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随着国家节能减排、绿色环保政策法规的逐步建立和实施,资源节约型、环境友好型社会建设步伐的加快,汽车节能减排已经成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。新能源汽车技术和轻量化技术是解决汽车节能减排的主要举措。对于占我国汽车产量30%的重载汽车而言,轻量化技术是目前重载汽车节能减排最快速有效的技术措施。重载汽车车身材料70%为钢铁,国内车厢用钢和大梁用钢的屈服强度在350～450MPa之间；而国外已将屈服强度700MPa级超高强钢板广泛应用于重载汽车制造。因此,采用高强度薄钢板替代原有的低强度厚钢板实现车身轻量化,在降低燃油消耗的同时能够提高有效负载能力和运输效率,对国民经济的健康可持续发展具有重要的意义。在中央高校基本科研业务费项目研究生科研创新项目(N090607003)的经费支持下,本文围绕Nb-Ti微合金化超高强汽车板的奥氏体高温变形行为及连续冷却相变行为、纳米尺度(Nb,Ti)C的析出行为及热稳定性开展了基础理论性研究,并在天津铁厂1750mm半连续热连轧生产线实现了抗拉强度为700MPa级车厢板、780MPa级大梁钢的工业化生产,同时系统地研究了与超高强汽车板应用密切相关的冷成形性能、韧性(冲击韧性、断裂韧性)、焊接性能、疲劳性能及耐磨性能。论文的主要研究工作及创新性成果如下：(1)利用热模拟实验技术,通过单道次压缩实验研究了实验钢奥氏体高温变形行为,分析了变形工艺参数对变形抗力的影响,并建立了实验钢的变形抗力模型,研究了铌和钛对奥氏体动态再结晶行为的影响规律。分析认为,高温析出的铌和钛的碳氮化物对位错和晶界的钉扎作用、固溶铌的溶质拖曳作用抑制了奥氏体动态再结晶行为,提高了奥氏体再结晶终止温度。(2)利用热模拟实验技术,通过连续冷却转变实验研究了奥氏体连续冷却过程中的相变行为,建立了实验钢在900℃下的静态和动态CCT曲线,研究了变形、微合金元素铌和钛在连续冷却相变过程中的作用。变形促进了铁素体相变并细化了铁素体晶粒；实验钢的珠光体相变滞后于铁素体相变,故变形通过促进铁素体转变间接影响珠光体相变；变形对贝氏体相变的作用取决于贝氏体相变前是否有铁素体相变,若存在铁素体相变,将会导致系统自由能降低、未转变奥氏体的稳定性提高,进而抑制贝氏体相变；若不存在铁素体相变,变形促进贝氏体相变。固溶态铌抑制铁素体相变,而固溶态铌和钛可促进贝氏体相变。当纳米尺度(Nb,Ti)C领先于铁素体形核时,降低了固溶铌对铁素体相变的不利影响,促进铁素体相变；但由于析出形核消耗了少量的铁素体形核点,因而不利于铁素体晶粒细化。(3)利用热模拟实验技术,揭示了变形、冷却速度、等温温度对纳米尺度(Nb,Ti)C析出行为的影响规律,研究了沉淀析出与铁素体相变、贝氏体相变之间的影响机制。通过等温热处理实验讨论了纳米析出物的热稳定性。变形提高了纳米析出(Nb,Ti)C的形核率并细化了析出物尺寸。变形促进了空位形核,导致冷却速度小于5℃/s时在原奥氏体内亚晶界附近形成(Nb,Ti)C无析出带,无析出带的宽度随冷却速度增大而减小。冷却速度达到15℃/s时可完全抑制析出物在冷却过程中形核。由于铁素体相变和沉淀析出之间存在争夺奥氏体中缺陷的竞争机制,所以这两种相变行为相互制约；贝氏体相变有效冻结奥氏体中缺陷,因而促进沉淀析出。沉淀析出受到形核驱动力和原子扩散能力的共同影响,导致(Nb,Ti)C析出峰值温度点出现在550℃。纳米尺度(Nb,Ti)C在500～660℃温度区间具有优良的热稳定性。(4)利用透射电子显微镜观察金属薄片样品和碳萃取复型样品,分析了工业试制的超高强汽车板中的析出物,确定了超高强汽车板的强化机制。700MPa级车厢板和780MPa级大梁钢的微观组织分别以超细铁素体和贝氏体铁素体为主,铁素体或贝氏体铁素体基体中含有大量弥散析出的尺寸在3-20nm的近似圆形析出物(Nb,Ti)C,该尺寸范围内10nm以下析出物所占比例达到90%,其形核机制以位错形核为主。超高强汽车板的强化机制主要为析出强化和细晶强化,析出强化贡献量达到300MPa左右。(5)通过三点弯曲实验、扩孔实验评价了超高强汽车板的冷成形性能；利用低温冲击实验、CTOD实验确定了超高强汽车板的韧性；采用CO2气体保护焊进行了实验钢的焊接实验,解释了显微组织、M/A岛等对韧性的影响规律,确定了实验钢的焊接工艺。超高强汽车板具有优良的冷成形性能；实验钢的低温冲击韧性与国内外已开发产品持平,达到欧标EN10149-2性能要求,并具有良好的抵抗裂纹失稳扩展的能力；超高强汽车板具有良好的焊接性能,减小有效晶粒尺寸、提高大角度晶界比例、细化M/A岛尺寸、降低夹杂物含量均可提高焊接接头冲击韧性。(6)利用MTS-810材料实验系统研究了超高强汽车板的疲劳行为,建立了实验钢在拉压载荷比R=-1条件下的S-N曲线,超高强汽车板的疲劳强度比(σ-1/Rm)在0.6左右,高于一般钢材。晶粒超细化、析出物的纳米化及颗粒状或短棒状碳化物是钢板具有优异抗疲劳性能的主要原因。