随着钢铁材料朝着高强韧性方向发展,寻求高强度、韧性和焊接性之间的平衡已成为永恒的主题。从成份设计及微观组织控制入手,合理采用微合金化元素及控轧控冷工艺,已成为低碳中厚板产品生产的重要技术,热变形行为的研究有助于后续轧制和冷却过程的控制,从而得到理想的微观组织和性能。本文研究了超低碳中厚板压缩变形过程中的动态再结晶和静态再结晶行为,在此基础上进行实验室轧制,考察轧制工艺及不同含铌量对试验钢组织及力学性能的影响,同时定量计算了晶粒细化强化、位错强化、固溶强化和沉淀强化对试验钢屈服强度的影响,并从微观形貌、晶粒尺寸、冲击断口等方面分析了韧性的影响因素,试验结果表明：(1)通过两种试验钢热变形过程中的再结晶行为研究可知,热变形温度高于950℃时发生再结晶,得到的是等轴晶粒,低于再结晶温度变形时,得到的是扁平奥氏体晶粒。双道次间歇变形时,变形温度在1050℃时,间隔时间60s内基本上都发生了完全再结晶；变形温度为1000℃时,由于发生应变诱导析出,抑制了静态再结晶的进行,从而导致软化率曲线上出现了平台。(2)本实验中1#试验钢和2#号试验钢成份设计时分别采用0.10%Nb和0.21%Nb含量。铌含量高的2#试验钢的晶粒稍细小。试验钢中碳氮化铌具有重要的作用：①较高温度变形时,固溶的微合金元素会偏聚到晶界与晶体缺陷处,起到溶质拖曳的作用；②低温变形时,碳氮化物在原奥氏体晶界和位错线上析出,钉扎晶界及位错,阻止了位错和晶界的移动,从而阻止了再结晶的进行。(3)通过实验室轧制试验,对其组织和力学性能的分析研究结果表明：轧制后组织主要为粒状贝氏体组织,随着初轧温度的降低,组织扁平化程度越来越严重；在初轧温度1050℃时,有较好的强韧性匹配。铌在试验钢种起到了细晶强化和沉淀强化的作用,碳氮化铌进一步提高了强韧性。(4)几种强化机制对两种试验钢屈服强度影响的定量计算结果表明,位错强化对两种试验钢强度的贡献最大,强度增量分别为249MPa和266MPa,是最主要的强化方式。其次是固溶强化(强度增量分别为200MPa和214MPa)和晶粒细化强化(强度增量分别为92MPa和112MPa)。通过对韧性的影响因素的分析表明,两种实验钢的冲击断口微观形貌可看出,冲击断口上分布着大量韧窝+少量解理断裂,表明两种试验钢都是韧性断裂；随着初轧温度的升高,两种试验钢的冲击性能都有先增加后下降的趋势,总体上1#试验钢的冲击值高于2#钢；1#试验钢的韧脆转变温度也低于2#钢；组织均匀性及有效晶粒尺寸是表征低碳中厚板组织特征的重要参数,随着组织均匀性的提高及有效晶粒尺寸的降低,低碳中厚板表现出更加优异的强韧性匹配特征。