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近年来,随着结构及工程机械的逐渐增加,服役环境的日益恶劣,人们要求使用的钢板具有超高强度和良好韧性。基于以上要求,本文采用NG-TMCP技术,在实验室条件下开发出强度在100kg以上级别的超高强钢,并且具有良好的低温韧性。通过对不同工艺下精细组织、析出物及第二相的分析,了解了轧制工艺参数对微观组织影响,从而优化出最佳生产工艺,为实现工业化生产提供理论指导。论文的主要内容如下：(1)单道次压缩后,以超快速冷却工艺冷却时,金相组织中贝氏体板条细小,板条间分布着长条状的残余奥氏体,板条束内含有大量的亚结构板条,呈平行状排列。以传统TMCP工艺控制冷却时,其组织为板条贝氏体、上贝氏体及少量的粒状贝氏体,板条较为粗大,基体上分布着岛状的残余奥氏体或M/A。模拟在线热处理工艺结果表明：在较高升温速度和较低回火温度条件下,组织中细小弥散的碳化物分布在板条界面和板条上,M/A岛呈块状分布,含量及尺寸达到最值。随着升温速度降低、回火时间的延长和回火温度的提高,板条宽度增加,碳化物粗化,M/A岛含量及尺寸均降低。(2)实验室控轧控冷实验表明：采用超快速冷却工艺,110kg级实验钢屈服强度和抗拉强度分别能达到1020MPa和1180MPa；120kg级实验钢屈服强度和抗拉强度分别能达到1073MPa和1296MPa,分别达到了欧洲标准委员会(CEN)对WELDOX960E和WELDOX1030E的要求,且低温韧性良好。含铜低碳贝氏体钢(Cu-bearing lowing carbon bainite Steel, Cu-LCB)的屈服强度超过标准HSLA-100要求50～100MPa,延伸率最高为16.84%,-90℃低温冲击功仍可达153J。(3)通过综合分析,优化出各成分超高强低碳贝氏体钢的控轧控冷工艺为：(a)加热温度1200℃；(b)采用两阶段控轧,一阶段开轧温度1050-1100℃；(c)110kg级实验钢：精轧开轧温度800-860℃,终冷温度在200-420℃,冷速为40-70℃/s；120kg级实验钢：精轧开轧温度800-860℃,终冷温度为300-420℃,冷速为50-65℃／s；含铜贝氏体钢：精轧开轧温度800-850℃,终冷温度为300-350℃,冷速为50-75℃/s。(4) Cu-LCB在不同温度下进行时效处理,结果表明：500℃时效时,ε-Cu及M(C,N)等析出物细小、弥散分布,硬度及屈服强度达到峰值,随温度升高,强度及硬度大幅度下降,析出物颗粒粗化。综合考虑强度及韧性,得出最佳时效工艺为650℃+1小时。