低合金高强度钢板主要应用于机械装备制造，为了提高中国机械制造行业的整体水平和市场竞争力，满足工程机械大型化、轻量化发展需求，迫切需要大量的优质高强度超厚钢板。传统高强度超厚钢板主要采用模铸-轧制-调质工艺生产，不足之处在于能源消耗大、合金成本高、生产周期长、易出现裂纹和表面缺陷等。本文研究工作结合武汉钢铁集团公司高强低合金结构钢超厚板研发课题进行，立足于高强度超厚钢板新工艺的开发和应用，完善其基础理论研究。根据TMCP工艺特点，以获得铁素体/贝氏体为主线，综合考虑力学性能和使用性能，设计Q460超厚钢板化学成分；采用数值模拟计算方法研究了Q460钢连续冷却过程中的相转变规律，试验研究了Q460钢的奥氏体晶粒长大行为、钢中微合金元素固溶及析出行为、高温热塑性，为后续实验提供指导；通过工业试验研究控制轧制工艺、轧后冷却工艺对钢材组织性能的影响；以试验数据为指导，优化设计工业试验，工艺参数。试制钢板具有良好的力学性能均匀性，其屈服强度、抗拉强度、断后延伸率和冲击韧性在宽度方向上性能基本没有波动，厚度方向上中心部位性能有降低，其中屈服强度降低30MPa，抗拉强度将低40MPa，延伸率降低5%，但相对标准要求仍有较大的富余量，钢板组织均为铁素体+贝氏体，组织较均匀，靠近厚度中心部位由于存在偏析出现少量带状贝氏体和珠光体组织，析出相数量较多，形态为球形，分布较均匀。TMCP工艺生产Q460超厚钢板组织、性能均达到设计要求，可替代传统调质工艺，具有理论和实用价值。