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船舶建造高速化、大型化和轻型化的发展方向,对船板钢的大线能量焊接性能提出更高要求。氧化冶金技术利用微米级夹杂物在冷却过程中诱导针状铁素体（AF）形核（形核效应）,同时在加热过程中利用纳米级析出相（或夹杂物）钉扎原奥氏体晶界（钉扎效应）,能有效改善船板钢的大线能量焊接性能。当前,氧化冶金技术多集中在发挥夹杂物或析出相粒子的形核效应或钉扎效应,通过复合脱氧同时在钢中获得微米级夹杂物和纳米级析出相（或夹杂物）,实现钉扎与形核的双重效应还缺乏系统深入研究。为此,本研究在总结前人研究工作基础上,在EH36船板钢中复合加入Ce、Ca、Ti和Mg,研究了 EH36钢中夹杂物性态（成分、尺寸、数量和分布）随Mg-Ti-Ce/Ca复合处理方式的变化规律、获得大量AF所需的成分（Ce/Ca用量）及工艺参数、原奥氏体晶粒尺寸（PAGS）随Mg-Ti-Ce/Ca复合处理方式的变化规律以及热影响区（HAZ）组织和力学性能随焊接热输入的变化规律,得到的结论如下:（1）不同Ca含量的Mg-Ti-Ca复合处理钢中夹杂物性态及组织变化的研究表明,Ca对钢中的Mg-Al-O夹杂物具有良好的改性效果。0.0017%Ca可在钢中获得大量Mg-Ca-Al-O-（S）+MnS-CaS的复合夹杂物,夹杂物尺寸降低、数量增加,能有效诱导AF生成。但当Ca含量进一步增至0.0051%时,夹杂物外壳中的CaS明显增加,由于CaS取代MnS不利于贫锰区的生成以及CaS与α-Fe的晶格错配度较高（26.34%）,AF在夹杂物上的形核率降低,AF占比下降。此外,钢中均存在一定量含TiN的复合夹杂物,能诱导AF生成。（2）Ce含量对Mg-Ti-Ce复合处理钢中夹杂物性态和组织变化规律影响的研究表明,Ce含量影响钢中夹杂物类型,进而影响AF生成能力。随着Ce含量的增加,复合夹杂物逐渐由Mg-Al-O+MnS（或TiN）变成Ce-Mg-Al-O+MnS（或 TiN）进一步变成 Ce-Mg-O-S+MnS（或 TiN）,含 Ce 夹杂物与 α-Fe错配度降低,同时难以诱导AF生成的单独析出的MnS数量明显减少,使AF在夹杂物上的形核率升高,AF在组织中的占比增加。当Ce含量增至0.037%时,钢中出现大量团聚分布的夹杂物,不能有效诱导AF生成。当Ce含量为0.024%时,钢中夹杂物细小、弥散、诱导AF生成能力强,获得了最多的AF。（3）固定～0.03%Ce、～0.002%Ca,研究不同Ce/Ca处理时间对夹杂物及组织的影响规律,结果表明,夹杂物类型主要受Ce/Ca含量影响,随脱氧处理时间（0-5 min）变化不明显,夹杂物尺寸随Ce/Ca处理时间的增加而增加。Mg-Ti-Ce处理钢中,夹杂物尺寸的变化主要是由于钢液温度下含Ce夹杂物容易聚集长大,而Mg-Ti-Ca处理钢中,夹杂物尺寸除了受钢液温度下夹杂物行为影响外,主要受MnS析出行为的影响。无论是否有MnS在夹杂物上析出,AF在夹杂物上的形核率均随夹杂物尺寸的增加先增加后变化不大。大尺寸夹杂物由于倾向于诱导粗大的块状铁素体生成,其诱导AF生成的能力并未进一步提高。综合考虑夹杂物尺寸、数量及AF在不同尺寸范围夹杂物上的形核率,提出了夹杂物诱导AF形核的有效形核面积模型,能较好地评价AF在不同尺寸和数量的夹杂物上的形核能力。（4）实验钢原奥氏体晶粒长大行为随奥氏体化温度和保温时间变化的研究表明,Mg-Ti-Ce/Ca复合处理能增加钉扎粒子的类型,有效抑制原奥氏体晶粒的长大。含0.015%Ce的Mg-Ti-Ce复合处理钢和含0.0028%Ca的Mg-Ti-Ca复合处理钢中,在晶界处除TiN外还存在一定量的亚微米级的Ce-O-S、Ce-S、CaS和CaO等粒子,可有效钉扎原奥氏体晶界。在1250-1400℃下保温20min和在1350℃下保温5-120min的热处理条件下,Mg-Ti-Ce/Ca处理钢中原奥氏体晶粒长大趋势均比Mg-Ti处理钢小,有良好的钉扎效果。热处理制度通过影响原奥氏体晶粒的稳定性及尺寸,影响AF在夹杂物上的形核率,从而影响实验钢中AF的生成。含0.015%Ce的Mg-Ti-Ce和0.0028%Ca的Mg-Ti-Ca复合处理钢中有利于AF生成的奥氏体化温度为1350℃,保温时间为20-40 min,此时PAGS分别介于119-143 μm和161-202 μm。（5）在50、100和150kJ/cm热输入条件下,实验钢HAZ拉伸和-20℃冲击性能的结果显示,Mg-Ti-Ce/Ca复合处理能有效提高HAZ屈服和抗拉强度;当热输入为50和100kJ/cm时,Mg-Ti-Ce/Ca复合处理还能大大改善HAZ-20℃冲击韧性。Mg-Ti-Ce/Ca复合处理钢HAZ中夹杂物能有效诱导AF生成,并细化HAZ晶粒尺寸,组织中存在较多的大角度晶界,有效阻止了裂纹的扩展,从而改善了 HAZ的力学性能。当热输入为150kJ/cm时,Mg-Ti-Ce复合处理钢HAZ韧性最高,Mg-Ti-Ca复合处理钢HAZ中的TiN有所粗化,晶粒尺寸增加,HAZ韧性与Mg-Ti处理钢HAZ相当。Mg-Ti-Ce复合处理比Mg-Ti-Ca复合处理在改善HAZ强韧性匹配方面效果更佳。