为提高管线钢的输送效率,管道的输送压力和管径也需要相应地增大,而增加管线钢的壁厚是一种有效地提高输送压力的方法。而目前我国国内使用的管线钢厚度也都大多只能达到21.4mm,其主要原因是沿板厚方向表面到心部的组织均匀性较差,因此研究厚度规格为25.4mm的X70管线钢具有很大的市场前景和科研价值。基于上述背景,本文着重对厚度为25.4mm的管线钢进行研究,在保证其优良的强韧性的前提下,努力提高轧制参数中的卷取温度（450-500℃）。本文将系统的研究影响X70管线钢强度和低温韧性的因素,并且通过研究显微组织以及合金元素对组织演变机理,分析厚度方向产生晶粒尺寸梯度以及在组织中产生粗大第二相的原因,为具有低温高韧性X70管线钢的成分体系和轧制工艺设计提供理论基础。论文主要的研究成果如下:（1）对比不同终轧温度下的力学性能发现,实验钢的强度变化并不明显,但其冲击韧性随终轧温度的降低存在明显的提高。通过对显微组织的研究表明较高终轧温度下准多边形铁素体含量有所增加,提高了大角度晶界的百分占比。随终轧温度的降低,残余奥氏体的含量存在小幅度的增大,且晶粒尺寸明显细化,厚度方向上的尺寸梯度减小,组织区域均匀化。（2）对比不同卷取温度下的力学性能结果发现,实验钢的强度与韧性均随卷取温度的降低而提高。不同卷取温度下的组织类型未发生明显改变,均为贝氏体、铁素体和少量的M/A岛,但在高卷取温度下发现组织中存在大块的M/A岛,这对于材料韧性有较大的损害。且随着卷取温度的降低,晶粒尺寸得到明显细化,但低卷取温度下厚度方向晶粒尺寸梯度会有所增大。（3）适量的Ni、Cr元素的添加有利于M/A岛尺寸的细化,且残余奥氏体的含量会随合金含量的升高而减少。通过对晶粒尺寸的表征发现Ni元素的细晶效果与其含量呈正相关,而Cr含量较高的实验钢其厚度方向上的晶粒尺寸梯度较小。合金元素的添加对大小角度晶界的分布与含量无明显影响。（4）本文所设计的三套成分体系及两组轧制工艺经实验室试轧验证得到的结果如下:1#成分为低合金成分体系,得到的力学性能基本满足X70管线钢要求,实现了不添加Mo等强化元素而通过优化轧制工艺来降低合金成本的目的;2#成分为高合金成分体系,其得到的综合力学性能最优,部分方案所得的试样在-40℃下冲击吸收功仍能保持在400J以上;3#成分采用Cr元素代替Mo元素,其所得轧制性能同样满足X70管线钢标准。（5）从1#和2#成分中选取各自性能最佳的轧制方案进行系统分析。1#成分在B低终轧温度方案下显微组织主要为粒贝和贝氏体铁素体,心部组织未发生粗化,厚度方向上1/4处晶粒尺寸为1.93μm,心部为2.08μm,晶粒尺寸梯度较小,且两个位置的大角度晶界含量分别为48.7%和50.1%,厚度方向组织均匀性良好。M/A岛主要呈粒状、球状和长条状,岛间距较大,组织中残余奥氏体含量较少,约为1.84%。2#成分在B基础方案下得到的组织主要为粒贝和铁素体,高倍扫描下观察到M/A岛主要呈点状和具有圆润外形的长条状,厚度方向上1/4处和心部的晶粒尺寸分别为2.02μm和2.38μm,厚度方向上晶粒长宽比分布相近。