钢结构桥梁具有自重轻、架设方便、绿色环保等多方面的优势,随着桥梁建设地域的扩展,其面临的恶劣服役条件对桥梁用钢的载重、抗震和耐蚀等性能提出了更高的要求。桥梁用钢逐渐朝着具有高强度、优良的低温韧性以及良好耐蚀性的高性能钢方向发展。H型钢在桥梁建设中的应用可在降低桥梁自重的同时,将大幅提高钢桥的载重能力,同时使用耐候H型钢将大幅降低钢桥后期的涂装维护费用,因此开发新型高强韧耐候H型钢将会为社会带来巨大的经济效益。本文拟开发出 ReL≥500 MPa、Rm≥630 MPa、A≥ 18%、Akv（-40℃）≥ 120 J 的Q500qNHE高强韧热轧耐候H型钢,基于低C、低P、S的设计思想,同时复合添加Nb、V微合金元素及Cr、Ni、Cu以保证型钢的强韧性和耐候性能。通过实验室模拟现场H型钢翼缘的轧制实验,研究了实验钢的强韧化机理,并对实验钢在模拟工业大气条件下的耐腐蚀行为进行研究。论文的主要工作和研究结论如下:（1）考虑不同C、Mn及耐蚀元素的含量对耐候H型钢力学性能和耐候性能的影响,设计了三种不同合金含量Nb-V成分体系的实验钢。测定了实验钢（3#钢）的相变点以及奥氏体连续冷却转变曲线。结果表明,在未变形条件下,当冷速大于1℃/s时,实验钢即可获得全贝氏体组织;在变形条件下,冷速为1℃/s时,为铁素体和贝氏体组织,且随着冷速增大,贝氏体含量增多,铁素体含量减少,当冷速增大到5℃/s时,组织全部为贝氏体;变形提高了铁素体相变温度,抑制了贝氏体的转变。（2）对实验钢（3#钢）进行了高温变形行为研究,探究了不同变形温度以及不同变形速率对实验钢变形抗力的影响,建立了实验钢的本构方程,并对其变形抗力模型进行回归,为轧制工艺参数的制定及工业生产提供理论指导。实验结果表明,实验钢的再结晶激活能为399 kJ/mol,当变形温度小于1100℃时,动态再结晶难以发生,由于添加Nb微合金元素,提高了未再结晶温度终止温度,扩大了 H型钢在万能轧机未再结晶区轧制工艺窗口。（3）对三种不同合金成分的实验钢进行了实验室模拟H型钢翼缘的轧制工艺研究。实验结果表明,基于降C,低P、S,适当增加Si、Mn元素含量,并采用Nb、V微合金化的成分设计思想,优化出了最优成分配比为3#实验钢的成分,其最佳轧制工艺为压下率≥88%,终轧温度为850～870℃,显微组织为铁素体和贝氏体,最优力学性能为ReL=579MPa、Rm=877MPa、A=21%、Akv（-40℃）=185 J,实验钢的各项力学性能均满足标准要求。（4）通过对比观察不同成分实验钢的微观结构及使用XRD进行残余奥氏体含量的测定,计算了不同强化机制对其屈服强度的贡献量,揭示了最优成分实验钢（3#钢）的强韧化机理。结果表明,实验钢的强化机制主要为固溶强化、析出强化、细晶强化和位错强化。在3#钢晶内及晶界处弥散析出的尺寸小于10 nm第二相粒子抑制晶粒长大效果明显,在最优轧制工艺下,铁素体平均晶粒尺寸为4.31 μm,其细晶强化量为230MPa,占屈服强度的39.73%,在提高材料强度的同时显著改善了实验钢的韧性;同时在其组织中存在的3.64%的韧性相残余奥氏体和弥散分布的尺寸小于1.6 μm的M/A岛组织可降低裂纹尖端应力,消耗部分扩展功,可有效改善钢的低温韧性。（5）通过对最优成分实验钢（3#钢）模拟工业大气环境下的加速腐蚀实验,研究了实验钢的耐腐蚀行为和腐蚀机理。实验结果表明,3#实验钢在72 h下相对Q345B的腐蚀速率为54.4%,满足标准要求,其耐大气腐蚀过程由腐蚀速率快速下降阶段和腐蚀速率平稳阶段两个阶段组成,腐蚀速率随腐蚀周期的延长而降低,最终达到稳定。在实验钢腐蚀240h后,耐候元素Cr、Cu、Ni在锈层中发生不同程度的富集,Cu、Cr主要富集在内锈层中,其中Cu元素富集处峰值含量达到8.5%,Cr元素富集处峰值含量达到9.0%,由于锈层内部耐蚀元素Cu、Cr、Ni的富集,促进了致密锈层α-FeOOH的形成,有效阻碍了腐蚀性离子对基体的腐蚀,提高了实验钢的耐大气腐蚀能力。