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进入21世纪,环境和能源已经成为全球性的话题。随着世界经济的发展,人类赖以生存的自然资源日渐枯竭,环境与生态危机进一步加深。为保护环境、节约能源和原材料(包括铁矿石),冶金行业应积极推行“绿色钢铁生产”,发展超高强度钢、控制钢产量已是大势所趋。在此背景下,本文采用Thermo-Calc热力学软件计算、控轧控冷技术,在实验室条件下开发出强度在1500MPa以上,并具有良好低温韧性的超高强度钢。本文从成分优化、实验室试轧工艺以及热处理制度等方面,均进行较为系统的研究。论文主要研究内容和结果如下：(1)利用Thermo-Calc热力学软件计算结果,优化了该超高强钢中的Cr、Mo、Ni、W含量,设计了合理的化学成分；在不改变平衡相图中平衡相的前提下,达到了节约贵金属元素的目的。(2)对新设计的超高强钢进行了实际冶炼和轧制,开展了连续冷却转变规律的研究。未变形条件下,该钢在冷却速度为0.1～0.15℃/s时,显微组织为贝氏体铁素体(BF)；当冷却速度增至0.25～1℃/s时可获得贝氏体铁素体(BF)+板条马氏体(M)组织；当冷却速度达到2-30℃/s及以上时,可获得全马氏体(M)组织。(3)利用φ450mm实验热轧机研究了控轧+空冷(CR+AC)和TMCP工艺对该钢微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,加热温度控制在1200℃,粗轧温度控制在1000～1150℃,精轧温度控制在850～950℃。在CR+AC工艺下可得到贝氏体铁素体(BF)组织,组织分布均匀,屈服强度和抗拉强度分别为1032MPa和1550MPa,延伸率为13.7%,屈强比为0.65；TMCP工艺下得到板条贝氏体(LB)+马氏体(M)组织,屈服强度为915～1020MPa,抗拉强度为1545-1640MPa,延伸率为12%。通过对不同工艺下精细组织、析出物的分析,了解轧制工艺参数对微观组织影响,从而获得最佳生产工艺,并为实际工业化生产提供理论依据。(4)对该高强钢开展了等温淬火实验研究,进一步优化了其热处理工艺。结果表明：在385℃、360℃等温时,显微组织为块状铁素体(PF)+板条贝氏体(LB)+粒状贝氏体(GB)的混合组织；385℃等温时,屈服强度和抗拉强度最高可达1105MPa、1595MPa,常温下纵向冲击韧性在29J以上。试验钢在335℃、310℃等温时均得到板条贝氏体(LB)+马氏体(M)组织。在310℃等温时,延伸率和断面收缩率分别为16.8%、50.9%,具有较高的强度和较好的冲击韧性,其冲击功和冲击韧性分别为46J、57.5J-cm1/2。