国家重大工程项目所使用的钢结构大多是低合金高强度钢,基于结构安全性考虑对其韧性的要求越来越高。在目前坯料厚度和产品厚度规格基本定型的情况下,细化强化、位错强化、固溶强化、弥散强化、残余应力等对材料韧性的影响基本固定,低合金高强度钢中类型、含量、尺寸等不同的多相组织成为影响其韧性的重要因素。本文以X70管线钢为研究对象,研究其不同变形条件下的相变特性,对典型相进行定量分析,得到不同相含量、晶粒尺寸等不同参数的多相组织的制备工艺。并采用实验测试与有限元模拟相结合的方法,研究多相组织参数与材料力学性能及断裂韧度之间的关系,进而明确多相组织参数对F-P多相钢韧化的影响及作用机理。通过系列实验绘制出不同变形量条件下试验钢的CCT曲线,结合金相试验结果,从而对试验钢的相变特性进行系统的研究,分析变形量对试验钢CCT曲线的影响。研究表明,随变形量增大,CCT曲线中各个相转变区向左上方移动;在本实验各变形条件下,存在两个稳定的多相组织转变冷速区间。通过试验钢的拉伸实验,绘制出不同工艺条件下试验钢的应力-应变曲线,分析典型组成单相对试验钢力学性能的影响。利用有限元软件ANSYS,建立F-P多相钢的单胞模型,并利用实验数据验证来修订模型,模拟了不同相参数(珠光体含量、纵横比及相邻因素)珠光体-铁素体多相钢的应力-应变曲线,通过实验测试和模拟相结合的方法,分析了硬相珠光体的主要参数对F-P多相钢力学性能的影响。在单胞模型模拟得到的力学参数的基础上,建立F-P多相钢的断裂模型,模拟典型多相组织参数试验钢的J值,并计算相应的应力强度因子K值。通过分析模拟结果,建立了材料断裂韧性JIc与夏比冲击韧性CVN之间的关系,明确了多相组织对F-P多相钢韧化的影响及作用机理。