Nb微合金化技术在Q355GJ钢中的应用,大幅提高了钢材的强度性能,使其成为应用最广的高强度结构钢。但Nb的加入提高了铸坯的裂纹敏感性,严重影响铸坯质量和轧材的性能。为解决铸坯横裂纹问题,研究Q355GJ钢高温性能、裂纹产生机制及铸坯在二冷区的温度分布是十分必要的。通过Gleeble-3500热模拟试验机对Q355GJ钢的高温力学性能进行测试,得到高温特征曲线,并分析Nb对其高温性能的影响;利用透射电镜(TEM)研究经不同温度热处理后试样中二相粒子的析出情况;通过数值模型计算铸坯在二冷区的温降历程,最终确定铸坯角部横裂纹产生的原因。研究结果表明:Q355GJ钢的显微组织主要为铁素体和珠光体,Nb含量为0.031%时,钢中的晶粒细小,组织分布均匀;不同Nb含量钢的第Ⅲ脆性区为900℃～800℃,Nb含量的增加没有明显拓宽该钢种低温脆性区,Nb含量为0.031%时,钢的抗拉强度和屈服强度比较理想;经热处理后Q355GJ钢中析出的二相粒子主要是方形和星形的(Ti,Nb)(C,N)复合析出相,增加Nb含量提高了二相粒子的析出量,Nb含量为0.031%的钢中析出的二相粒子多数(84%)小于80 nm,持续增加Nb含量不能增加钢中二相粒子的析出数量,反而增大二相粒子的尺寸。针对实际生产中Q355GJ钢铸坯角部横裂纹问题,本研究对二冷配水制度进行了系统的优化。分析结果表明,当二冷五区水量减少20%,二冷六、七和八区水量分别减少25%时,可将矫直区内铸坯角部温度由889℃～859℃提升至929℃～904℃,在保证连铸顺行的前提下,有效避免了铸坯角部的低温脆性区矫直,进而降低铸坯角部横裂纹发生率。图47幅;表19个;参93篇。