700MPa级高强度厚板钢在起重机械、矿山设备等领域应用广泛,以焊接为主要连接方式,焊接会导致热影响区(heataffectedzone,HAZ)韧性劣化。氧化物冶金是冶金和材料领域的全新观点,旨在从母材的角度改善焊接性能,利用钢水冶炼过程中生成的尺寸细小、弥散分布、成分可控的“有益”夹杂物,在焊接热循环时对热影响区显微组织变化和晶粒长大起作用,以改善钢材的焊接韧性。本文以Q690D厚板钢为研究对象,开发稀土夹杂物控制技术。利用OM、SEM、EDS和高温共聚焦显微镜等分析钢中夹杂物的形貌、尺寸和类型,采用焊接热模拟和实际焊接相结合的方法,揭示稀土夹杂物对热影响区组织和冲击性能的作用,对丰富氧化物冶金理论、提高钢材焊接性能、拓展稀土在钢中应用,具有重要的研究意义和推广价值。在高强钢中加入0ppm、5ppm、18ppm和23ppm稀土Ce,用Gleeble3500以25kJ/cm、50kJ/cm、75kJ/cm和100kJ/cm的热输入模拟焊接后,发现稀土Ce可推迟热影响区上贝氏体生成,稀土夹杂物在焊接热循环过程中钉扎在原奥氏体晶界处,可抑制晶界迁移阻止晶粒长大,含稀土高强钢热影响区冲击韧性更高。采用MAG实际焊接后,含有18ppm稀土Ce试样热影响区冲击功比不含稀土试样提高45.5%,稀土高强钢热影响区冲击断口存在细小、弥散分布的稀土夹杂物,在焊接过程中发挥了抑制晶粒长大的作用,与焊接热模拟规律一致。含稀土试样中小于2μm夹杂物占比增加,夹杂物由形状不规则、大尺寸的MgAl_2O_4转变为球状椭球状的小尺寸CeAlO_3和Ce_2O_2S夹杂。随着热输入的增加,不同Ce含量试样热影响区夹杂物类型与母材相比均未发生变化,其显微组织逐渐从马氏体、下贝氏体转变为上贝氏体和粒状贝氏体,含有18ppm和23ppm稀土Ce的试样冲击断口韧窝特征明显,而不含稀土或含有5ppm微量稀土Ce的试样冲击断口呈解理断裂特征。为改善700MPa级高强钢焊接韧性,开发了具有工业应用价值的稀土夹杂物控制技术,并得到稀土改善高强钢焊接热韧性的两大作用:抑制焊接过程中原奥氏体晶粒长大;推迟焊接热影响区脆性上贝氏体组织的生成。