4NiCrMo钢和8NiCrMo钢是船体结构用低合金高强度钢,这类钢不但要求具有高强度,而且要求具有良好的低温韧性和焊接性,是一种强韧兼备的材料。传统上,Ni-Cr-Mo系高强度船体结构用钢采用调质工艺进行生产,但存在着回火稳定性较差,屈强比偏高和低温韧性不足的缺点。针对上述不足,本文开展了Ni-Cr-Mo系船体结构用钢强韧化热处理工艺制度研究,其特点是淬火后,在(α+γ)两相区之间进行二次淬火,随后进行回火。分别对比研究了淬火+回火(QT)、循环淬火+回火(QQT)和两相区二次淬火+回火(QQ’T)等热处理工艺对性能的影响,并对二次淬火温度、回火温度等工艺参数的影响规律进行了研究,详细观察了各种热处理状态下试验钢的微观组织,讨论了组织演变规律及其对性能的影响。全面的研究结果表明,采用两相区二次淬火+回火(QQ’T)后,高强度船体结构钢的精细组织结构产生显著变化,钢的最终组织为板条状的回火二次马氏体+铁素体的混合组织,并且沿着板条边界析出逆转变奥氏体。软的铁素体和相对硬的回火二次马氏体混合组织降低了钢的屈强比,提高了韧性。逆转变奥氏体的析出是提高低温韧性的另一个原因。在实验室研究结果的基础上,采用QQ’T工艺开展了4NiCrMo钢的工业试制,结果表明试制钢的各项性能满足技术指标的要求并具有较大的富裕量,钢的屈强比和韧脆转变温度显著降低,具有优良的综合性能。通过本文的研究工作,提出了船体结构钢的两相区二次淬火+回火热处理工艺原则,阐述了组织转变产物与力学性能之间的相互关系,为提高船体结构用高强度钢的综合性能提出了一条新的途径。