近年来，随着我国国民经济的快速发展以及超高层、大跨度钢结构建设项目的不断增加，机械和建筑用厚钢板的市场需求量越来越大，对钢板厚度规格要求不断增加，性能要求不断提高。因此开发高级别厚板的生产工艺成为亟待解决的问题。　　本文结合某宽厚钢板联合研发中心建设项目中优质厚板开发课题，以Q345钢为例，进行了实验室模拟轧制试验，其目标是在尽量不添加微合金元素或少添加微合金元素的前提下，以高洁净度连铸坯为原料，采用合适的控轧控冷工艺，开发出低成本、具有优良力学性能、良好内部质量和使用性能的Q345级别厚度为60mm的厚板。研究的主要内容包括以下几个方面:　　(1)针对Q345钢，在实验室热模拟试验机上进行了单道次压缩试验，得到了未变形和应变量为0.3，变形温度为850～1150℃，应变速率在0.01～10s-1的试验数据。研究了不同温度、应变量、应变速率下变形抗力的变化情况，分析了高温奥氏体变形过程中，三种真应力-应变曲线的类型及产生原因，并根据单道次压缩实验的数据结果，建立了Q345钢的变形抗力模型。　　(2)对Q345钢进行了高温奥氏体在冷却过程中的转变行为研究，建立了该钢种的静态及动态CCT曲线，并分析了变形、冷却速度对过冷奥氏体转变温度及转变组织的影响。分析结果表明:变形促进了奥氏体向铁素体的转变过程，细化了转变后的组织，使组织分布更加均匀，增加了铁素体的百分含量;同时，变形使贝氏体相变的临界冷却速度降低，CCT曲线向左上方移动。　　(3)开展了实验室轧制试验，对各钢板的组织和力学性能进行了检测，分析了各钢板的组织类型及分布情况、产生原因及性能特点。针对各钢板进行了强度、韧性的力学性能检验，并分析了影响冲击韧性的因素。同时，为进一步了解Q345钢板微观组织，对各钢板进行了SEM、电子探针等试验研究，分析了钢板中夹杂物形貌及分布情况。　　(4)实验室轧制过程中测得了轧制力参数，通过对厚板轧制过程中轧制力和力矩及各影响参数的分析，结合局部加权速度场，首次建立了更加合理的整体加权速度场。并最终将速度场应用于解析厚板的三维轧制问题，获得了独立的轧制力、轧制力矩等力能参数的解析解。轧制力计算解与试验数据比较表明，计算结果的误差在10％以内。