高强钢因其优异特性已广泛应用于汽车、高铁、船舶、航天等工业领域,由高强钢生产制造的机械零部件和大型构件的机械性能、疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性及使用寿命等受残余应力影响十分重大。钢铁材料在轧制、冷却、成型加工、焊接等过程中,残余应力的存在使得承载零部件（如螺栓、悬架弹簧、飞机起落架等）或承载钢结构（如压力容器、建筑结构等）发生氢脆的可能性显著增加,使材料性能恶化,断裂机制改变,断裂突然发生且毫无征兆,因而往往引起严重后果。因此,残余应力产生的危害不可忽视,高强钢残余应力问题已成为当下热点研究课题。在带钢残余应力检测中,目前存在的诸如盲孔法、X射线衍射法、磁测法、超声法等机械或物理检测方法仅能表征带钢表面应力,对带钢厚向应力缺乏了解。在高强带钢热轧生产中,残余应力产生因素复杂且涉及环节较广,目前轧制阶段残余应力研究较多,而连续冷却阶段研究则相对较少,人们对连续冷却过程中对影响带钢残余应力分布的关键因素尚不明确。此外,现存连续冷却过程带钢残余应力的研究是将相变过程作为“自由相变”过程,仅仅考虑了不同组织转变过程中的球形膨胀,而带钢连续冷却过程是在温度应力作用下的相变过程,温度应力使相变应变具有明确的方向性。温度应力改变了相变过程组织的塑性行为,进而改变了相变过程带钢的残余应力分布。目前,在热轧带钢的连续冷却过程中,仍然存在以下两个问题:1)快速冷却后高强钢中残余应力的分布尚不明确;2)温度应力对材料相变塑性行为及残余应力的影响规律不清楚。本文以700L低碳微合金高强钢为研究对象,针对热轧带钢轧后由于残余应力出现的产品质量问题,围绕连续冷却过程带钢残余应力分布规律和温度应力对700L相变塑性行为及残余分布的影响这两个关键问题,通过热模拟试验、基于断裂力学原理的裂纹柔度法（Crack Compliance Method）测试系统开发、材料的热物性参数测量以及有限元仿真模型的建立,探讨温度应力作用下高强钢700L的相变塑性行为及其对相变残余应力的影响规律。主要研究结论如下:（1）建立了高强钢厚向残余应力表征体系。基于弹性断裂力学原理,采用Abaqus与Matlab相结合的方法开发出裂纹柔度法残余应力测试计算系统,解决了高强钢板厚度方向上残余应力的表征难题。同时,采用该方检测得到了700L连续冷却后的残余应力分布规律,并对裂纹柔度法计算的不确定度进行了分析评定。针对检测结果分析提出相变、卷取张力以及板厚是影响高强钢卷板残余应力分布的三个关键因素,为系统分析高强钢的相变行为及其对残余应力的影响规律奠定基础。同时,也为层流冷却过程带钢的板形控制和残余应力调控提供了控制思路。（2）研究了温度应力对700L相变塑性行为的影响。通过热膨胀试验模拟温度应力的作用,发现温度应力改变奥氏体分解过程的塑性行为,使其具有明显的方向性,相变塑性与单轴载荷呈线性关系,相变塑性参数k=1.357×10^-4。同时在温度应力作用下观察到“迟滞效应”,即温度应力降低相变开始温度,推迟相变开始时间。基于此总结归纳了连续冷却条件下铁素体相变的JMAK形式的经验动力学函数。（3）建立了基于温度应力对相变行为影响有限元残余应力计算模型,克服了采用“自由相变”仅考虑球形膨胀所造成计算偏差,提高了连续冷却过程残余应力预测的精度。模拟结果显示,不考虑相变塑性时表面和芯部残余应力均值为73.39MPa和-24.68MPa,考虑相变塑性时表面和芯部残余应力均值为164.23MPa和-39.19MPa,而实测值表面和芯部残余应力均值为214.01MPa和-49.95MPa,可见考虑相变塑性后的残余应力计算值与实测值更加接近。因此,温度应力改变高强钢的相变塑性行为,决定相变后的残余应力分布,为高强钢制备过程残余应力控制提供了新的方向。