本文是以东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室与普阳钢厂联合钢种开发为研究平台，主要研究Q500钢的控制轧制和控制冷却工艺对成品力学性能的影响。为此，以实验室的热模拟实验和轧制实验为基础，研究了不同冷却及回火热处理工艺对组织和性能的影响，初步达到预期目标，为工业化大生产提供较优的工艺方案。　　论文的主要工作如下:　　(1)实验材料取自普阳钢厂40mm厚Q390级高强度低合金成品板（0.16％C-1.45％Mn-0.35％Si-0.026％Nb），经正火处理后截取其四分之一厚度处机加工成热模拟试样。在实验室MMS-300热力模拟试验机进行实验，实验过程中采用不同的工艺参数，得到不同组织和性能的实验钢，模拟制定实际轧制工艺，通过分段式冷却，在不同的冷速，不同终冷温度下，通过先快冷后缓冷以及先缓冷后快冷的方式控制冷却，模拟实际轧制过程的控冷工艺。先快冷后缓冷得到的组织为针状铁素体、珠光体和贝氏体。而先缓冷后快冷得到多边形铁素体、珠光体和羽毛状贝氏体组织。　　(2)尝试采用分段式冷却工艺进行控制冷却，获得试样的显微组织是铁素体和贝氏体，而传统控制冷却工艺得到的显微组织为贝氏体，铁素体、退化的珠光体和渗碳体。控轧阶段为两阶段轧制，粗轧开轧温度为1150℃，终轧温度大于1050℃，精轧开轧温度为880℃，终轧温度为830℃;控冷阶段为分段式冷却，前段以30～50℃/s的冷速进行超快冷，后段以10～20℃/s的冷速慢冷，最后空冷至室温。　　(3)在二次轧制后对经过控制冷却的试验板进行不同温度以及不同时间的回火热处理。研究其回火后的组织和力学性能，在不同温度进行回火，在250℃～650℃范围内回火20min，得到试样的组织主要是铁素体组织，随着回火温度的升高，由贝氏体过渡到针状铁素体和多边形铁素体。在625℃进行10min和40min不同时间的回火热处理，10min时组织与低温回火20min差不多，主要为针状铁素体和多边形铁素体组织。而随着保温时间增加，达到40min时，有大量颗粒状渗碳体析出，形成回火索氏体。　　(4)以上成分铸坯采用分段式冷却可达到国标Q500级的要求，与传统控冷工艺相比，具有较低的屈强比和较高的延伸率。可供现场工业试验参考。