钢铁产业是我国国民经济的重要支柱产业，涉及面广、产业关联度高、消费拉动大，在经济建设、社会发展、财政税收、国防建设以及稳定就业等方面发挥着重要作用。伴随着国内经济、市场消费结构升级，钢材品种、结构和消费市场开始进入从建筑业向制造业过渡的转型期，即逐步从普通钢长型材向低合金高强度钢和钢板带材方向转移。合金钢材方面，也开始从低端产品向高端产品发展。通过在普通碳素钢的基础上添加微量的Cr、Ti合金元素，并通过调整控轧摔冷工艺参数来提高实验钢的综合力学性能。　　本文以六种Cr、V、Ti含量不同的实验钢为研究对象，利用Gleeble-2000热应力与应变模拟试验机，以单道次压缩实验为基础研究实验钢在高温变形下的真应力-真应变曲线变化规律，同时得出部分实验钢发生再结晶临界应变量，为后续实验钢的控制轧制与控制冷却工艺制定提供理论依据。然后在轧制技术及连轧自动化国家重点实验室Φ450mm二辊可逆高刚度机组上进行“奥氏体再结晶区+奥氏体未再结晶区”两阶段轧制实验。研究不同的合金元素含量、终轧温度、总压下量、卷取温度对实验钢组织性能的影响，得出以下主要结论:　　(1)实验钢在变形速率为0.1s-1，真应变量为0.7时，不同变形温度下的真应力-真应变曲线可以分为加工硬化型、动态回复型和动态再结晶型。相同变形速率下，随着变形温度的升高，实验钢发生动态再结晶行为会更加容易。本实验用钢动态再结晶温度均在900℃～950℃之间。　　(2)微量Cr元素可以提高钢的淬透性引起相变强化，0.22％的Cr即可有效地提高实验钢的屈服强度和抗拉强度。此时，钢材不仅有较高的强度，而且有良好的塑性;但是随着Cr含量继续增加到0.40％时，强度有小幅度提高，但是延伸率由19.44％下降至15.52％。　　(3)实验钢在含Cr为0.238％的基础上，再加入0.0799％的Ti，其屈服强度和抗拉强度至少可提高50MPa以上，并保持有18.66％的延伸率。在此基础上，添加0.1％的V，实验钢屈服强度和抗拉强度进一步提高，延伸率良好。　　(4)研究了不同TMCP工艺参数对试验钢组织、性能的影响。当卷取温度由600℃降到500℃时，含0.238％Cr、0.0799％Ti的钢和含0.061％Ti的钢组织晶粒细化，贝氏体生成量增加，抗拉强度分别由687.1 MPa、594.7MPa增加到713.4MPa、644.4MPa，延伸率分别从19.4％、26.6％到16.9％、25.9％。可见，卷取温度为500℃时，实验钢的强度较高，塑性基本保持不变。　　(5)含0.22％Cr、1.344％Mn的钢，经过控轧控冷之后，性能指标完全达到Q550钢的水平，且具有成分与工艺简单的特点。　　(6)通过优化成分(Ti0.12％、Cr0.38％、Nb0.04％)和控轧控冷工艺（1050℃开轧，870℃终轧、大压下量轧制、层流冷却、600℃卷取），实验钢取得了良好的综合力学性能:在轧向上屈服强度为591.4MPa，抗拉强度为707.2MPa，延伸率为20.5％，硬度为274.2HV。