高寒地区建筑结构钢、工程机械用钢的迅速发展及海洋开发活动的日益活跃,加上资源匮乏、环境和自然生态不堪重负等严重问题,开发节约型高强度低合金低温钢成为全球钢铁行业研发的重点。钢材在低温服役过程中常承受冲击载荷,损坏失效的最大威胁是低温脆断,因此高强度低合金低温钢的开发及研究意义重大。本文以宝山钢铁股份有限公司开发的新型20MnV高强度低合金低温钢控轧控冷热轧钢板为研究对象,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及附带的能谱仪(EDS)、拉伸试验、冲击试验等手段系统研究了热处理工艺对20MnV高强度低合金低温钢组织、性能尤其是低温韧性的影响规律。20MnV高强度低合金低温钢热轧试样经过不同温度和保温时间正火处理实验结果表明:正火温度较保温时间对热轧试样的组织和性能影响更显著。860℃和920℃正火组织由热轧态的混晶组织转变为细小等轴铁素体和弥散珠光体。860℃正火处理试样的低温韧性最佳,-20℃和-50℃的冲击吸收能量数值分别为62J、39J,相比于热轧态试样提高了约2倍。920℃正火处理试样的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为481MPa、745MPa、20.5%,-20℃和-50℃下的冲击吸收能量分别为45J、30J。20MnV高强度低合金低温钢试样经冷轧后再进行不同温度的正火处理处理实验结果表明:根据冷轧试样的硬度随正火温度的变化规律确定了其完全再结晶温度在780℃以上。860℃正火组织为细小的等轴铁素体和珠光体,位错呈稀疏的位错墙组态,10%和23%两种压下率冷轧钢的强塑积数值分别为18816MPa%、17472MPa%,性能最佳。20MnV高强度低合金低温钢试样经过不同温度正火和亚温淬火处理后冷轧回火处理的实验结果表明:800℃亚温正火+冷轧+回火处理试样的组织为铁素体、粒状贝氏体及细小的碳化物,800℃亚温淬火+冷轧+回火处理试样的组织为铁素体和回火索氏体。与冷轧+回火处理试样、完全正火+冷轧+回火处理试样相比,800℃亚温淬火+冷轧+回火处理试样的低温韧性和综合性能均达到最佳,屈服和抗拉强度均超过750MPa,-20℃和-50℃下的冲击吸收能量分别为70J、46J。