低合金高强度钢(High-strength low-alloy steel, HSLA)因添加一些微合金化元素而使其强度和韧性得到提高,并广泛应用于大型的工程结构构件,如船舶、桥梁和建筑等。虽然HSLA满足了大部分工程构件对强度的需求,但焊接时会表现出较差的焊接韧性,无法满足一般焊接用钢对韧性的需求。因此,有必要研究造成这种现象产生的原因。本文以V-N和Nb-V两种正火态微合金钢作为试验对象,使用Gleeble-3800试验机模拟二次焊接热循环过程。大量的文献研究表明,二次热循环过程中,临界再加热粗晶区(Intercritically reheated coarse grain heat-affected zone, ICCG HAZ)的韧性最差。热模拟前,V-N和Nb-V两种微合金钢组织相同,均为铁素体和珠光体,力学性能也很相似。但经过热循环后,V-N和Nb-V两种微合金钢组织和力学性能发生了很大变化,本文研究造成这两种微合金钢二次热循环后ICCGHAZ组织和韧性产生巨大差异的原因。有文献指出,Nb元素虽然会使钢的强度增加,但在焊接情况下会使热影响区组织粗化,促进贝氏体及M-A组元的生成。本文从组织,M-A组元,二次裂纹扩展,有效晶粒尺寸,大角度晶界以及第二相粒子等方面进行了细致地对比分析与研究。并主要分析了二次峰值温度为790℃C时两种微合金钢ICCGHAZ组织和性能的变化。实验结果表明,V-N微合金钢ICCG HAZ组织主要为铁素体和贝氏体,而铁素体对裂纹会产生阻碍及偏转作用,使其韧性可以满足海洋平台工程用钢的需要,而Nb-V微合金钢ICCGHAZ组织主要为贝氏体,因原奥晶界上分布大量的块状M-A组元而大大降低了可焊接性,无法满足实际的使用要求。