本文以高强结构钢Q420和Q460角钢为研究对象，制备了拉伸试样和断裂韧性测试试样，分别进行了不同温度下的拉伸试验和断裂韧性试验，测试了其力学性能和断裂韧性。试验结果表明，钢材的轧制厚度对材料的力学性能具有一定的影响，通常随着钢材轧制厚度的增大，其性能有所降低。温度对结构钢材的力学性能和断裂韧性也具有重要的影响，结构钢材随着温度的降低，其加工硬化率得到提高，屈服强度与抗拉强度也随之增大。但结构钢材的塑性和断裂韧性却随着温度的降低而减小，进一步增加了脆性断裂发生的可能性，使结构钢材的断裂方式由延性断裂向脆性断裂发生转变。通过有限元模拟分析得出温度能够引起裂纹尖端区域应力场的增大，这种作用促进了CTOD试样由延性断裂向脆性断裂发生转变。因此，在重要工程设计、选材、安全分析及评定时，应充分考虑结构钢材板厚和环境温度对钢材及其结构断裂行为的影响。