本文的主旨在于采用独特的超低碳微合金化设计，研究与开发一系列性能优异的超高强度TMCP船板和桥梁板。该系列钢在实现降低成本、节能环保的同时全面提升钢种的性能，填补我国在420-550MPa级超高强度船板和桥梁板生产上的空白，并达到世界先进水平。　　 该系列钢种采用超低碳成分设计，不仅能改善钢种焊接性能，还有利于提高钢种的韧性及耐蚀性，同时还大幅降低了Ni、Cr和Mo等贵重合金元素的添加量。钢种的强度不依赖于碳及其它合金元素的量，而是通过精确控制工艺，充分发挥少量微合金元素在钢铁中的作用，以超细化贝氏体组织强化、微合金元素纳米析出强化、合金元素固溶强化和位错强化等综合手段保证钢种的强度。　　 TMCP工艺生产大厚度尺寸钢板时，钢板厚度方向晶粒尺寸、位错密度和组织类型都有较大差异。这是由于轧制时厚度方向变形量不同、冷却过程中冷却速度不同等因素造成的，由此引起了厚度方向性能的不均匀，呈现出表面到心部强度递减的现象。另一方面，铜在不同冷却速度下析出量有明显差异，因此铜析出对不同冷却速度下钢种的强化贡献也有所不同。利用铜析出这一特点，通过精确控制技术，使Cu在冷速较低的厚钢板心部处大量析出，并沿厚钢板心部到表面处析出量逐步递减，从而弥补钢板心部由于变形量和冷却速度不足而带来的强度降低。　　 该系列钢中M/A的数量、尺寸和结构对钢板的低温冲击性能有至关重要的影响。M/A的形成和分布主要受成分、相变过程及冷却速度的影响，回火过程对M/A的数量、尺寸和结构也有重要的影响。550MPa级大厚度尺寸钢板由于厚度方向组织变化的差异造成钢板心部M/A数量多、尺寸大、构成中硬相比例高，导致钢板心部-60℃低温冲击性能较差。系列回火实验表明，厚钢板在650℃回火1小时后，M/A数量减少、尺寸明显变小，同时M/A的构成中硬相比例降低，平均纳米硬度降低，钢板低温冲击性能得到了改善，达到了设计规范要求。　　 该系列钢种大生产时力学性能均匀稳定。应用性能研究还表明，该系列钢板具有优良的可焊接性和耐大气腐蚀性能，另外它还具有很好的热稳定性，能承受钢结构热矫形，强度不下降。