近年来,不断增长的建筑设施的发展需要更高韧性和塑性的高强度钢材。由此,第三期“973计划”提出了发展第三代低合金钢的概念,要求大幅度提高韧性和塑性,形成屈服强度500～1000MPa级的高强高韧低合金钢技术基础。基于以上要求,本文以超低碳贝氏体钢为研究对象,通过合理的成分设计,利用热模拟试验,研究了超低碳贝氏体钢的热变形行为及连续冷却过程中的相变规律,并通过热处理试验,研究了热处理工艺参数对超低碳贝氏体钢组织性能的影响。论文的主要内容如下：1.通过单、双道次压缩热模拟实验,研究了超低碳贝氏体钢的热变形行为,并得到了该实验钢的动态再结晶激活能为402kJ/mol和静态再结晶激活能为395kJ/mol,确定了临界应变、峰值应变、峰值应力与Z参数的关系,建立了实验钢的动态再结晶临界应变方程和静态再结晶动力学方程；利用经过调整后的周纪华式流变应力模型进行了非线性拟合,得到了具有较高的拟合精度的流变应力模型。通过动态CCT的热模拟实验,绘制出了超低碳贝氏体钢的连续冷却转变曲线。2.利用热模拟实验,研究了两阶段轧制对实验钢离线热处理的组织性能的影响。在同一压下量下,随着分配给未再结晶区的压下量的增加,后期热处理过程中的硬度先升高后下降。3.研究了热处理工艺参数(QT工艺和离线弛豫工艺)对超低碳贝氏体钢组织性能的影响。(1)通过设定一系列淬火实验,研究了加热温度和保温时间对实验钢组织性能的影响,并且确定了最佳的淬火温度和保温时间分别为900℃,50min。(2)采用QT工艺时,随回火温度的升高,贝氏体板条边界上的碳化物或者残余奥氏体逐渐分解,随后板条逐渐宽化,而后转变为粒状贝氏体,在700℃左右时,组织完全转变为准多边形铁素体,并且位错大量消失。组织由板条贝氏体转变为粒状贝氏体直至准多边形铁素体,组织越来越稳定。且随着回火温度的升高,由于组织变化,力学性能也随之变化,屈服强度先上升,当回火温度高于500℃时,屈服强度开始急速下降,在700℃时,屈服强度仅为710MPa。屈强比和延伸率基本上随着回火温度的上升而逐渐上升。(3)在离线弛豫工艺中,当弛豫至两相区以上时,随着弛豫时间增加,强度先上升而后略有下降,试样弛豫20s时抗拉强度达到最大值1043MPa,且弛豫试样的强度都比未弛豫的高；当弛豫进入两相区时,屈服强度和抗拉强度都急速下降,而延伸率逐渐升高。