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通过热机械控制工艺（TMCP）将普通Q345B钢板升级为Q420D钢板，研究了不同热轧工艺下试验钢的显微组织和力学性能。结果表明：试验钢的强韧性能均能满足GB／T1591—2008的要求；钢板1／4厚度处的组织比1／2厚度处的明显细化，且采用开轧温度为780℃，终轧温度为790℃的精轧工艺处理后，试验钢的组织最为细小；随着冲击试验温度的降低，试验钢裂纹稳定扩展阶段的吸收能量和止裂吸收能量逐渐减小，表现为冲击功降低。