随着钢铁企业日益强烈的节能降耗的要求,通过添加资源丰富且价格低廉的Ti元素进行微合金化,减少贵重元素Nb、Cr、Ni等添加量以降低合金成本,成为开发新钢种的主要趋势。然而采用高Ti(>0.10%)成分体系生产的高强度结构钢时,厚板(≥10mm)的的低温冲击韧性波动较大。本文采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等设备对钛系高强钢中的断口形貌、夹杂物、组织结构等进行观察,并利用ANSYS软件定量模拟计算钛系高强钢层流冷却过程的温度场及冷却速率、材料模拟计算软件J-mat-pro计算钛系高强钢的CCT曲线,探讨了板厚和微合金元素Mo、N对钛系高强结构钢冲击韧性的影响,为Ti系厚钢板的大生产提供参考。钛系高强钢热轧厚板(12mm)与薄板(6mm)相比,厚板的表层与心部的温差较大,约为80℃,心部终冷温度临近珠光体转变区间,生产中如不能很好地控制冷却速率,就会导致珠光体和粗大多边形铁素体组织的产生,是钛系高强钢厚板冲击韧性波动的主要原因。添加合金元素Mo后,钢的淬透性增大,有效抑制了厚板心部珠光体的形成,在相同冷却条件下更容易发生贝氏体转变,组织变得更加均匀;同时Mo的添加使得(Ti,Mo)C析出更细小且弥散分布,有利于其低温冲击韧性。钢中大尺寸的TiN夹杂是影响钛系高强钢的低温冲击韧性主要因素,实验表明当钢中钛含量为0.12%,氮含量达到92ppm时,钛系高强钢薄板-40℃钢的低温冲击韧性仍有142 J·cm-2,氮含量的工艺窗口比较宽。