近年来,在工程机械轻量化、大型化发展趋势的带动下,人们对高强钢的性能要求日益提高。在降低成本的基础上,保证钢板的高强度高韧性是未来Q690工程机械用钢的发展方向。本文以鞍钢“超快速冷却技术开发-高性能中厚板产品及工艺研究”项目为研究背景,探讨基于超快冷技术的控制冷却工艺及回火工艺对Q690工程机械用钢组织和性能的影响,研究结果用于现场工业试轧。论文主要工作如下：(1)对实验钢的连续冷却相变行为进行了研究,并绘制了连续冷却转变曲线。结果表明,随冷却速率提高,实验钢变形及未变形条件下组织变化为粒状贝氏体→粒状贝氏体+板条贝氏体→板条贝氏体。变形提高贝氏体相变温度,缩小贝氏体的形成区间,使贝氏体相变速度加快。(2)实验钢控冷工艺研究结果表明,低的终冷温度和大的冷却速率更容易获得板条贝氏体组织,实验钢的综合力学性能较好。利用超快冷设备进行线淬火后实验钢获得贝氏体／马氏体复相组织,强度较常规控冷工艺高200MPa以上,冲击韧性良好。(3)实验钢回火工艺研究结果表明,实验钢在550℃以上温度回火时均可获得较好的综合力学性能,最佳回火温度在550℃到600℃。M/A岛的大小、形态和分布对实验钢冲击韧性有影响,大块M/A岛不能有效阻止裂纹扩展,细小M/A岛可有效阻止裂纹扩展。(4)超快冷条件下Q550升级Q690试制结果表明,终轧厚度为12mmm和15mm时,可升级到Q690级别；超快冷+回火条件下,终轧厚度12mm、15mm和20mmm均可由Q550升级到Q690级别。(5)鞍钢现场Q690超快冷工艺试制结果表明,热轧态实验钢的强度有所富余而延伸率和冲击功偏低,经系列回火实验后均可达到Q690要求,600℃回火时综合力学性能最佳。