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近几年，由于我国造船业的迅猛发展，船板钢的消费量与日俱增;随着船体大型化、轻型化、环保化的发展趋势，对船体结构用钢的质量要求越来越高。目前钢铁企业面临原材料及能源短缺、环境污染等重重困难，对于船板生产厂家来说，提高船板质量，促进产品升级换代，是企业赢得市场和效益的重要手段。以超快冷(UFC)技术为核心的新一代TMCP工艺能够充分利用各种强化手段，在改善钢材综合力学性能的同时有效降低微合金元素的用量，实现节约型减量化生产，具有广阔的应用前景。在此背景下，本文以315MPa级高强船板钢为实验材料，主要研究超快冷技术对其显微组织和力学性能的影响规律，以实现船板钢力学性能的重大升级，为实际生产提供理论基础。本文的主要工作内容以及研究成果如下: (1)通过单道次压缩实验，研究了不同变形参数（变形温度、变形量、应变速率）对实验钢动态再结晶行为的影响。结果表明，奥氏体发生动态再结晶存在一个临界变形量，高变形温度和低应变速率有利于发生动态再结晶。通过回归确定了动态再结晶激活能，为412.774kJ/mol，建立了精确的动态再结晶数学模型。 (2)通过多道次压缩实验，计算了不同道次间隔时间下的未再结晶温度Tnr。结果表明，对于同一成分的钢，在道次应变量、应变速率恒定时，道次间隔时间越长，Tnr越低。 (3)通过热模拟实验，对实验钢的连续冷却相变行为进行了研究，应用热膨胀法结合金相分析法，绘制了实验钢连续冷却转变曲线。结果表明，在连续冷却条件下，随着冷却速率的增大，多边形铁素体相变量逐渐减少直至消失，相变开始温度逐渐降低，铁素体晶粒尺寸逐渐减小。 (4)通过热模拟实验，研究了奥氏体变形后不同冷却速率、冷却终止温度及保温时间对相变组织的影响。结果表明，实验钢变形后分别以40℃/s（模拟超快冷）和10℃/s（模拟层流冷却）进行冷却，在680℃保温时，随保温时间的延长，多边形铁素体含量均增多，但二者增速不同，40℃/s冷却时增加较快;在600℃保温时，10℃/s冷速下得到组织为多边形铁素体和针状铁素体、贝氏体，由于大冷速抑制了多边形铁素体相变，40℃/s冷速下获得的组织为针状铁素体和贝氏体。 (5)通过模拟两段式冷却工艺，研究了前段冷却速率及冷却终止温度对最终相变组织的影响规律。结果表明，当前段冷速达到30℃/s时，继续增大冷速，对最终相变组织影响不大。 (6)对船板钢进行了实验室热轧实验，研究了轧后不同冷却方式对实验钢力学性能和显微组织的影响。结果表明，实验钢轧后单纯采用层流冷却，可以得到满足315MPa(AH32～FH32)级别要求的船板钢产品;当采用超快冷技术后，得到轧件的力学性能最高达到了FH460级别的要求。随着终冷温度、出超快冷温度的降低，实验钢的强度升高，延伸率降低。超快冷技术可以充分利用细晶强化、相变强化、位错强化等强化手段，提高钢材的强韧性，实现船板钢力学性能的大幅升级。