X100Q无缝钢管是大型自升式海洋石油钻井平台桩腿支撑结构用关键材料,受调质处理和焊接工艺的影响,在母材及焊接热影响区形成多种复杂形态及显著不同性能的贝氏体。研究X100Q钢调质处理与焊接参数分别对母材及热影响区贝氏体组织和力学性能的影响规律,探明贝氏体微结构、强度及韧性的调控机理,具有较为重要的科学价值和工程意义。为此,本文设计制备了成分为0.12C-0.25Si-1.14Mn-0.5Ni-0.43Cr-0.33Mo-0.06V-0.03Nb-0.02Ti、组织为贝氏体的X100Q试验钢,对试验钢进行了系列温度的淬火+回火处理,采用Gleeble-3500试验机制备了系列热输入（E_j）的一次焊接粗晶热影响区（CGHAZ）和系列峰值温度（T_p）的二次焊接临界粗晶热影响区（ICCGHAZ）样品;针对各样品,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）等方法,对贝氏体组织进行了表征,揭示了该贝氏体钢的组织演化规律及调控机理;测试了拉伸、冲击和硬度等常规力学性能;通过定量表征各微结构的强化贡献,揭示了该贝氏体钢的强化机制;通过定量表征各微结构与CGHAZ和ICCGHAZ韧性之间的关系,揭示了该贝氏体钢焊接热影响区韧性调控机理。据此,开展了高性能X100Q无缝支撑钢管的工业试制及焊接性能评价。结果表明:X100Q钢经850-975℃系列温度淬火+650℃回火时,形成粒状贝氏体（GB）和板条贝氏体（LB）混合组织。随淬火温度升高,原奥氏体晶粒（PAG）长大,γ→GB+LB连续冷却转变温度（Ar₃）降低,过冷度提高,导致LB增多、GB减少,贝氏体铁素体等效晶粒尺寸(MED_{2°≤θ≤15°})减小,位错密度和析出粒子数量增加,强度提高、冲击韧性降低。屈服强度与MED_{2°≤θ≤15°}之间的关系符合Hall-Petch公式,各微结构对屈服强度的贡献大小依次是晶界、位错和析出。试验钢经950℃淬火+600-700℃系列温度回火时,随回火温度升高,MED_{2°≤θ≤15°}增大,析出粒子数量增多、但尺寸增大,位错密度降低,导致强度降低;M/A组元发生分解,大角度（MTA>15°）晶界所占比例提高,导致冲击韧性提高。X100Q钢一次焊接CGHAZ形成多数LB、少量GB的混合组织。随热输入从55kJ/cm降低至10kJ/cm时,Ar₃降低,PAG及贝氏体packet/block/lath结构显著细化。因组织细化,该区域的-40 ^oC冲击功提高,韧脆转变温度(FATT_50%)降低,冲击性能显著改善。与PAG和block结构相比,packet结构与FATT_50%更相关,与解理面的尺寸相当,且边界阻碍裂纹扩展,是控制X100Q钢一次焊接CGHAZ冲击性能最有效的组织单元。X100Q钢二次焊接CGHAZ形成LB、GB及M/A组元的混合组织。当二次峰值温度T_P2低于Ac₁时,M/A组元在晶内弥散分布,尺寸较小,冲击性能较好;当T_P2在Ac₁-Ac₃区间时,M/A组元在晶内呈弥散块状、在晶界呈聚集链状分布,尺寸较大,冲击功显著降低,产生ICCGHAZ局部脆化;当T_P2高于Ac₃时,链状M/A组元消失,尺寸减小,冲击功升高。产生局部脆化的原因是:链状M/A组元引起微解理,导致脆性断裂。但是,ICCGHAZ随热输入降低,链状M/A组元数量减少,组织细化,局部脆化倾向降低。基于上述结果,采用该试验钢及优化的热处理和焊接热输入工艺,成功进行了X100Q无缝支撑管的工业试制及焊接工艺评定试验,各项力学性能、抗环境氢脆性能及焊接性能均满足使用要求。