船板钢焊接热影响区强韧性直接影响产品的最终性能,析出相作为异质形核位点诱发晶内铁素体和细化晶粒以改善热影响区组织性能的氧化物冶金技术得到了广泛研究。Ti、Mg、Ga系粒子可以在不同程度上钉扎晶界和细化晶粒,但是有关钼的微合金研究还尚少,尤其是在纳观原子角度分析。从钢的宏观冶炼、介观组织凝固、纳观分子动力学三个维度解析钼细化晶粒的作用机制,热力学分析了碳化钼的析出区间,取得研究结果如下:开展实验室冶炼DH36船板钢工作,分析不同钼含量对铁素体组织细化的影响,发现钼的增加使得铸态组织中铁素体数量显著增多且呈交织互锁,可以有效地细化铁素体晶粒;对轧制后的船板钢进行纵向、横向组织分析,结果发现带状组织减少,晶粒得到了细化,晶粒度在8级以上;焊接热影响区的粗晶区形成晶界铁素体,表明船板钢的热影响区组织也得到了细化。在Pro CAST软件下进行实验钢的介观凝固组织模拟,分析Mo含量由0.038%增加到0.068%时,钢种的晶粒数目从170456个增至170878个,晶粒数目增加了0.25%;热力学分析碳化钼在液相、固相析出的可能性。发现铁素体析出之后碳化钼开始析出,结合实验分析可知碳化钼是通过对铁素体晶界钉扎来达到细化晶粒的效果。建立了碳化钼和铁素体的晶体结构模型,采用基于密度泛函的第一性原理分析模型体相和表面电子性能,发现在四种低指数面中Mo C（100）面的表面能最低可以作为铁素体发生异质形核的位点。建立了Fe原子吸附模型,采用从头算分子动力学计算了Fe原子与Mo C（100）之间桥位、顶位吸附能,确定最稳定的吸附位点为Fe-C型吸附。在此基础上构建界面反应模型通过比较界面能和粘附能大小从而确定最为稳定界面Mo C（100）/α-Fe（100）;为探明钼系粒子对氧化物冶金技术的影响提供了一定的理论基础。图50幅;表19个;参50篇。