磁极磁轭是水轮发电机组转子体的关键部件，也是水轮发电机组用材较大的部件。随着水电机组的大型化发展，为了获得良好的强韧性配合，国内外都在积极开发高强度级别的微合金化磁极磁轭钢板。 本研究在分析微合金系、化学成分与力学性能的关系的基础上，设计了Nb-Ti和Nb-V两种磁极和磁轭钢板的化学成分；采用控轧控冷方法进行磁极磁轭钢板的实验室试制，从而提出了建议的热轧工艺参数。研究中，首先根据文献反映的现有研究成果，比较了Nb-Ti和Nb-V两种微合金钢的性能特点和工艺特点。然后采用线性回归分析方法对现有数据进行回归，以考察化学成分和力学性能之间的定量关系。从而研制了微合金钢化学成分估算系统软件，试算和设计了Nb-Ti和Nb-V两种WDER550热轧磁轭钢和DJL400冷轧磁极钢的化学成分。并用真空感应炉分别炼制了两种不同成分的试验钢锭。为了考察轧制工艺对性能的影响关系，采用不同的加热温度、终轧温度和终冷温度以及正交试验方法进行热轧试验。将轧制出的钢板切割成拉伸标准试样，用拉伸试验机进行力学性能试验。用光学显微镜观察磁极磁轭钢的金相组织，以分析工艺、组织与性能之间的影响关系。用不同的退火时间考察了磁极钢在冷轧退火后的强度损失与成分之间的关系。研究表明：通过线性回归分析所得到的铁素体-珠光体微合金钢的力学性能预报公式能够用来进行一定强度级别的磁极磁轭钢的化学成分设计。热轧试验表明：对于Nb-Ti钢，影响其力学性能的主要因素是加热温度，加热温度越高，则σs、σb越高，而δs越低；对于Nb-V钢，影响其力学性能的主要因素是终冷温度，终冷温度越低，则σs、σb越高，而δs越低；对于Nb-Ti和Nb-V两种钢，过高和过低的终轧温度对高的σs都不利；δs与σs以及屈强比与σs有显著的相关关系。冷轧试验表明：磁极钢冷轧退火后的力学性能相对于热轧后有明显的变化，即σs、σb下降，δs上升；Nb-V钢的σb的降低幅度比Nb-Ti钢的要大，而且Nb-V钢的σs降低值随退火时间延长而增大，而Nb-Ti钢的σs降低值不随退火时间延长而变化。研究结果表明：对于热轧WDER550磁轭钢板，若考虑加热温度可稍低，屈强比可稍高，则可选用Nb-V系微合金钢；对于冷轧DJL400磁极钢板，若考虑退火后强度降低较小，且σs对退火时间较不敏感，则可选用Nb-Ti系微合金钢；实验室试制的DJL400磁极钢和WDER550磁轭钢板的性能不仅符合技术要求，而且与研究中提出的计算模型的预计结果基本相符。