止裂钢是在碳素钢的基础上发展而来的一类高强低合金(High Strength Low alloy)钢。从工程角度考虑,绝大多数工程结构要经过焊接,在焊接区不可避免会存在许多缺陷,很容易引起裂纹起裂扩展。构件在服役过程中,这种裂纹以很高的速度进入母材。在裂纹起裂不可预测的情况下,要求母材能够阻止住裂纹快速扩展。提高钢止裂性能的有效方法是通过微观组织微细化使韧性提高。热机械控制轧制工艺是制造高韧性高强度钢板的有效方法。奥氏体未再结晶区的轧制和随后的加速冷却可以促进铁素体晶粒的细化和韧性的提高。为了控制显微组织,就需要更高精度的控制轧制和低温轧制。通过控制轧制条件的最佳化,使厚钢材的止裂性能得到提高。Cu是奥氏体形成元素,能够明显的提高奥氏体的稳定性和抗蚀性,同时Cu的沉淀析出可以起到沉淀强化的作用而代替碳强化降低钢的碳含量。本课题以含铜止裂钢为研究体系,重点研究了不同热机械处理工艺对其显微组织及力学性能的影响。利用两步轧制法研究了终轧温度在全奥氏体区和奥氏体和铁素体两相区轧制对显微结构变化和力学性能的影响。研究发现,细化晶粒能够同时提高强度和韧性。热机械处理工艺能够通过增加贝氏体组织和引入位错等方式来提高钢板的强韧性。本课题研究热机械处理工艺对含Cu止裂钢组织和性能的影响,通过控制轧制奥氏体再结晶区、奥氏体再未结晶区以及两相区的轧制道次和变形量,使钢材的力学性能得到提高。为了得到均匀的过饱和固溶体,便于回火时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物,利用晶格畸变提高止裂钢的强度。我们研究了不同固溶温度925℃和875℃在相同固溶时间条件下,经过两种不同热机械处理工艺轧制的钢固溶之后显微组织及力学性能的变化,以及同一固溶温度不同固溶时间(15min, 30min,1h,2h,5h)对经过两种不同热机械处理工艺轧制的钢固溶之后显微组织及力学性能的变化,发现奥氏体非再结晶区精轧得到的钢材经过875℃固溶30min能够得到优良的强韧性能。本课题研究了固溶加回火处理对含Cu集装箱船用止裂钢显微组织及力学性能的影响。淬火钢形成的贝氏体和马氏体含有大量位错,通过回火稳定组织和性能,回火时随着Cu的溶解度的下降,从而有助于含Cu组织的析出。研究了经过在奥氏体非再结晶区进行精轧的工艺一轧制的钢件经875℃和925℃固溶30min之后不同回火温度等时回火对显微组织和力学性能的影响,研究发现回火处理之后钢件的硬度变化经历三个阶段,这是因为回火软化和析出强化混合作用的结果。随回火温度升高,含Cu组织会析出、粗化、强化作用减弱。