大断面、大单重特厚钢板是我国急需的基础原材料之一,淬火是提升其综合强韧性能的关键工艺。针对传统特厚钢板淬火心部冷速低、厚向冷却均匀性差、生产效率低等问题,围绕特厚钢板辊式淬火,研究了钢板表面阵列有序化射流对流换热机制,分析了射流流场对钢板表面换热形式和换热区分布的影响规律,提出了特厚钢板淬火内部三维非稳态温度解析方法,建立了旨在提高钢板表面换热效率和心部冷速的换热、导热多场耦合数学模型;对建立的模型进行了修正,制定出旨在提高心部冷速及厚向冷却均匀性的特厚钢板辊式淬火策略。相关研究成果应用到国内首台套特厚钢板辊式淬火装备技术上,开发出特厚钢板高强度、高均匀性淬火技术。（1）针对120 mm以上特厚钢板,通过实验室试验研究浸入式和连续式两种淬火方式以及不同间歇策略对特厚钢板温降的影响,解析淬火时钢板近表面及心部导热、传热过程,分析间歇策略（水冷、空冷间隔时间）对钢板厚向心表温降影响规律,比较得出较优的淬火规程。（2）基于三维非稳态传热方程,采用有限元及差分解法,建立了钢板导热模型、表面对流换热系数计算模型和淬透层深度预测模型,构建了特厚钢板淬火冷却模型系统,满足了热处理过程高精度控制需要。（3）以特厚钢板淬火冷却模型为基础,通过规程分配计算、板形控制参数计算及自动淬火控制参数计算,实现了特厚板淬火过程温度控制和板形控制,满足了工业生产使用要求。（4）为提高三维导热方程求解精度,本文研究实测了试验钢板的比热、导热系数和密度随温度变化情况,得出的热物性参数拟合计算式。相关研究对促进厚钢板辊式淬火工艺研发、开发新型特厚钢板淬火原型装备及工业化应用具有指导意义。