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摘要：厚钢板焊接结构件广泛用于造船、海洋平台、石油管线、高层建筑等领域。为了提高焊接效率和焊接质量,以降低建造成本、提高经济效益,急需推广大线能量焊接的应用。然而普通钢材经过大线能量焊接后,焊接热影响区的微观组织严重劣化,导致韧性急剧下降,构成严重的安全问题,必须开发专用的大线能量焊接用钢材,这也成为我国钢铁行业最为前沿的研究课题之一。通过炼钢过程中引入的微细粒子来改善厚板焊接焊接热影响区韧性的氧化物冶金技术是目前最有效的方法。本文根据氧化物冶金技术的思想,采用钙脱氧方法针对需求最为迫切的船板钢EH36,开发适用于400kJ/cm大线能量焊接的新型钢种,并研究其中夹杂物特性与HAZ韧性改善之间的关系。本论文采用钙脱氧的氧化物冶金技术冶炼不同钙含量钢锭,再经TMCP工艺轧制成68mm厚钢板;在焊接热模拟试验后进行夏比冲击试验检验厚钢板的韧性；通过金相显微镜观察断口形貌；采用金相显微镜、SEM和TEM观察分析钢中夹杂物,并进行系统性统计分析；通过热力学计算解析钢中夹杂物演变规律。实验表明,常规钢的HAZ韧性低下,其组织遍布利于裂纹扩展的魏氏组织；其中微米级夹杂物多为群落状的A1203和线型的MnS,不利于针状铁素体的形成；亚微米级夹杂物很少,难以抑制奥氏体晶粒长大；氧化物冶金钢的HAZ韧性优良,其组织以针状铁素体为主；其中微米级夹杂物为弥散分布的复合型夹杂物,核心为钙铝酸盐,外层包覆(Ca,Mn) S,此类夹杂物有利于针状铁素体的形成；随着Ca从2ppm增加到25ppm,夹杂物中Al/Ca质量比从19.85降低至0.8,硫化物有增多的趋势并以MnS为主；亚微米级夹杂物数量是常规钢的6倍,能有效地抑制奥氏体晶粒长大。热力学计算表明各元素脱氧能力排序依次为：Ca>Al>Ti>Mn>Si;添加Ca可以有效地使A1203向CaO·2Al2O3甚至CaO·Al2O3转变、提高硫化物的开始形成温度,且这些硫化物的主要成分为MnS,其次为CaS。热力学计算解释了夹杂物的成分变化规律。