进入21世纪,钢铁产品仍然是国民经济建设中不可替代的结构材料。并且随着社会生产发展的需要,为了降低成本、减少能耗、提高钢材的力学性能,对钢材的生产工艺提出了更高的要求。直接淬火工艺可以有效地利用了轧后余热,有机地将变形与热处理工艺相结合,从而可以有效地改善钢材的综合性能。近年来,直接淬火、回火工艺在中厚钢板生产中的应用逐渐增多,促进了中厚钢板生产方法由单纯依赖合金化和离线调质的传统模式转向了采用微合金化和形变热处理技术相结合的新模式。这不仅可使钢材的强度成倍提高,而且在低温韧性、焊接性能、抑制裂纹扩展、钢板均匀冷却以及板形控制等方面都比传统工艺优越。本文以某种高强度低合金钢为研究对象,通过实验室热模拟和热轧及热处理实验,围绕直接淬火-回火工艺及离线淬火-回火工艺参数对其组织及力学性能的影响规律进行了实验研究,本文主要研究内容及结果如下：(1)在MMS-300热模拟实验机上,利用热膨胀法得到了实验钢在无变形和有变形两种条件下的连续冷却转变曲线。根据膨胀曲线结合金相观察,研究分析了实验钢的连续冷却转变规律和不同变形条件及冷却条件对相变行为及相变产物的影响。(2)通过离线淬火-回火实验,研究分析不同淬火温度和回火温度对实验钢组织和力学性能的影响,确定出最佳的离线淬火温度为900℃和离线回火温度为600℃,使得实验钢的力学性能达到了理想的匹配。(3)通过热轧后的直接淬火和离线回火实验,研究分析直接淬火工艺参数对实验钢组织和力学性能的影响,得到最佳的直接淬火温度区间为850～910℃;同时对离线淬火、回火和直接淬火、回火工艺下实验钢的组织与力学性能进行了对比,结果表明直接淬火、回火实验钢的综合力学性能优于离线淬火、回火实验钢。(4)对实验钢进行了焊接接头实验,从测得的力学性能可以看出,焊缝的总体力学性能低于母材,且焊缝处的-40℃冲击功低于热影响区的-40℃冲击功,拉伸试样的断裂位置处于焊缝处,说明焊接材料的选择存在问题,有待进行深入的研究。