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低合金高强度钢板广泛应用于船舶、桥梁、海洋平台、高层建筑、管线、压力容器、大型石油储罐等大型结构中,使用这类钢板的企业为提高施工效率和降低成本,越来越多地采用大热输入焊接方法。而目前我国仅有大型石油储罐和造船板这两个钢种能够实现100kJ/cm的大热输入焊接,其焊接热输入量水平远远落后于日本等钢铁技术发达国家,而在其它工业领域应用的大热输入焊接用钢的生产仍是空白。开发大热输入焊接用钢是我国钢铁工业科学与技术发展的重点目标之一。鉴于国外对此技术的严密封锁,本文以船板钢和石油储罐钢板为载体,对大热输入焊接用钢的生产工艺进行了详细研究,从化学成分设计、冶炼工艺、轧制工艺、热处理工艺、焊接工艺等多个方面,研究分析影响钢板大热输入焊接性能的因素,形成了比较完整的生产大热输入焊接用钢的工艺控制技术,论文主要研究工作和成果如下：(1)分析了各化学元素对钢板力学性能及大热输入焊接性能的影响机理。按照石油储罐钢板和造船板国标中化学成分的要求,合理地确定各元素的比例,设计出大热输入焊接用钢的化学成分。并从冶炼、轧制、热处理、大热输入焊接等多个环节考虑,制定了开发钢的工艺路线。(2)在化学成分相同的情况下,通过调整冶炼工艺,控制合金的添加顺序和添加时机,使开发钢的小尺寸夹杂物数量为传统钢的数倍至十余倍,大尺寸夹杂物数量少于传统钢。开发钢在经历大热输入焊接热循环时,原奥氏体晶粒长大受到强烈抑制,且形成大量晶内针状铁素体,焊接热影响区的冲击韧性远高于传统钢。(3)对石油储罐用钢调质工艺的研究结果表明：经未再结晶区控轧的钢板,采用离线淬火加离线回火(CR-RQ-T)、直接淬火加离线回火(CR-DQ-T)、直接淬火加在线回火(CR-DQ-HOP)三种工艺条件下,第二相粒子的数量排序为：CR-RQ-T<CR-DQ-T<CR-DQ-HOP;第二相粒子的尺寸排序为：CR-RQ-T>CR-DQ-T>CR-DQ-HOP;三种调质工艺的钢板,经相同的大热输入焊接热循环后,原奥氏体晶粒尺寸排序为：CR-RQ-T>CR-DQ-T>CR-DQ-HOP,其HAZ韧性排序为：CR-RQ-T<CR-DQ-T<CR-DQ-HOP。(4)研究了试验钢中夹杂物对HAZ区域原奥氏体晶界组织和晶内组织的影响规律,结果表明：在峰值温度为1400℃的焊接热循环作用下,TiN对奥氏体晶界的钉扎作用减弱,含Ti氧化物能够有效抑制晶界铁素体(GBF)晶粒的粗化,GBF的形态以多边形块状α为主,不会形成传统钢的片膜状GBF。形成晶内针状铁素体(IAF)的有效夹杂物多为含Ti和MnS的复合夹杂物,且尺寸为0.6～5μm；尺寸为5-8μm的这类夹杂物也具有-定的晶内铁素体(IGF)形核能力,且.也能够形成IAF。试验钢在焊接热输入为100-800kJ/cm(t8/5=138-730s),峰值温度为1400-℃(保温3-30s)的情况下,显微组织主要由块状的晶界铁素体(GBF)、晶内多边形铁素体(IPF)和晶内针状铁素体(IAF)组成,且IAF面积分数占50%以上,无板条贝氏体和粒状贝氏体组织,具有良好的冲击韧性,-20℃冲击功值大于150J。(5)工业试制出的石油储罐钢板在热输入为400kJ/cm,峰值温度为1400℃的条件下,-20℃冲击功大于150J,其工业应用效果超过目前国内现有文献报导的最高水平。试制钢在焊接热输入为200kJ/cm的气电立焊条件下,熔合线处-20℃冲击功大于90J,能够取代进口钢板满足容积为15万m3及以上原油储罐的建造要求。研究过程中,形成了完整的大热输入焊接用钢产业化技术,为大热输入焊接用钢的国产化奠定了技术基础。