控制冷却是控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。热轧槽钢应用控制冷却技术可以提高钢材的综合性能,增强钢材的市场竞争力。槽型钢轧后控制冷却工艺是利用轧制后轧件的余热进行淬火和自回火处理的工艺。该工艺能够显著降低生产成本,达到节能和减少自然资源消耗的目的。因此,充分研究这一工艺具有很大的现实意义。本课题以20号Q235热轧槽钢为研究对象,基于传热学的基本原理对槽钢在不同冷却条件下的对流换热边界条件进行适当的假设和简化,详细介绍了ANSYS有限元模型的建立,材料模型的选择,单元的选择以及网格的划分,对槽钢控制冷却过程进行了数值模拟。为尽量减小抽象模型、热物性参数、边界条件等与实际情况的差距,作者采用了精确建模的方式,并对瞬态温度场、应力场进行直接热应力耦合数值模拟。通过多次模拟试算找到合理的控冷条件,15秒控制冷却模拟结果使模型的温度场温度控制在647.95～674.77℃之内。三维模型控冷后变形最大值为2.619mm,最大应力为38.3Mpa。本课题在计算机模拟的基础上,继续进行大量的模拟实验,将有限元分析结果与现场实测数据进行对比分析,证明有限元分析的可靠性。又对热轧槽钢在控制冷却后组织场及力学性能的变化情况作了进一步的实验分析。采集不同工艺参数Q235槽钢的试样,利用扫描电镜对室温金相组织进行了分析研究,同时进行力学性能的检验,从而获得在不同工艺参数下的组织场分布及力学性能状况。通过分析来证明和制定合理的控冷工艺,总结得出最佳冷却方案。本文对进一步提高槽钢轧后控冷的综合力学性能具有一定的参考价值。对掌握槽钢的冷却规律、减小残余应力、以及开发控制冷却新技术具有实际指导意义。