随着人类社会的不断发展,石油、煤矿等不可再生资源储量不断减少,人类对于资源的开发方向也逐渐由陆地转向海洋。针对我国海洋平台用钢合金成本较高、生产加工工艺复杂和关键部位高强度钢主要依赖进口等现状,本文通过采用C-Mn微合金化思路配合TMCP与精简化热处理技术,开发典型厚度30mm的690MPa级海洋平台用中锰钢中厚板,在保证高性能的基础上降低生产成本,节约能耗。通过对不同热处理工艺实验钢组织演变规律、力学性能组合和强韧化机制的探索,优化实验钢生产工艺,为实际工业生产提供必要的工艺基础和理论支持。论文主要内容如下:（1）实验钢A不同回火温度力学性能变化规律探究发现,随回火温度升高,实验钢屈服强度和屈强比降低,延伸率不断增加,在650℃回火时达到最优性能配比。其拉伸性能达到屈服强度840MPa、抗拉强度900MPa;室温冲击功达到250J,-60℃冲击功也在130J以上,材料性能远高于开发要求。（2）实验钢B不同回火时间力学性能变化规律探究发现,随回火时间增加,实验钢冲击功逐渐增加,屈服和抗拉强度以及屈强比随之减小。实验钢B在回火60min时综合性能较为理想,室温冲击功达到200J,屈服强度725MPa左右,屈强比0.89,伸长率27.4%。实验钢C在650℃回火100min时能达到740MPa以上的屈服强度和860MPa的抗拉强度,屈强比0.87,延伸率33%,实验钢中TRIP效应效果明显。（3）实验钢残余奥氏体含量变化规律研究发现,随实验钢回火温度升高,组织中残余奥氏体体积分数不断升高,最高可达29%。奥氏体中C、Mn含量随回火温度的升高而减少,实验钢中残余奥氏体稳定性减弱,容易在低温或受到较小载荷时自发相变为马氏体。（4）残余奥氏体稳定性研究发现,中锰钢残余奥氏体稳定性决定因素包括奥氏体存在位置、形状及大小等。薄膜状残余奥氏体比块状残余奥氏体具有更强机械稳定性,个别奥氏体晶粒会因为外围奥氏体晶粒相变而受到保护作用,阻止其相变发生。残余奥氏体晶粒越小,稳定性越强。稳定性较差的残余奥氏体在温度降低和受到较小载荷时会较早相变为马氏体,提高材料局部强度,但对提高材料伸长率贡献不大。（5）冲击实验后XRD物相表征发现,在经历快速载荷时,实验钢应力集中部分中不稳定的奥氏体发生相变,但不会全部相变。这个过程中残余奥氏体会转变为马氏体,增加材料裂纹形成功和裂纹扩展功,从而增加材料冲击韧性。实验钢中残余奥氏体体积分数越大,实验钢冲击韧性越强。（6）热加工图研究发现,基于动态材料模型理论的热加工图及Prasad失稳判据在超低碳低合金中锰钢中有良好的适用性,通过对典型应变量0.6和0.8的实验钢热加工图进行绘制,得出实验钢最佳热加工参数范围,并结合金相组织,分析了热加工图中三个失稳区域的组织缺陷形态及失稳原因。（7）热加工图配合金相分析发现,在温度1050～1150℃、应变速率0.01～0.1s-1范围内,实验钢D热加工过程中会发生完全动态再结晶。该区域内材料功率耗散系数在30%～40%之间,热变形组织细小均匀,实验钢组织特性较好。此加工区域参数对实际热加工工艺参数设定具有一定指导价值。