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5NiCrMo钢是一种屈服强度不小于785Mpa的焊接结构用钢,它不但具有高强度,而且要求有良好的韧性,尤其是对低温韧性提出了很高的要求。传统上,5NiCrMo钢采用调质工艺进行生产,但存在着回火稳定性差、屈强比高等不足。为了解决调质工艺生产5NiCrMo钢的不足,并进一步提高钢的低温韧性,本文针对5NiCrMo钢开展了两相区二次淬火+回火（quenching+intercritical quenching+tempting,以下简称QLT处理）和淬火+回火（quenching and tempting,以下简称QT处理）的强韧化热处理工艺研究,系统研究了不同工艺参数对性能的影响,不同热处理状态下钢的微观组织。在此基础上,深入讨论了QLT热处理组织演变以及改善韧性的机理。两相区二次淬火温度、回火温度等工艺参数对力学性能有显著影响,结果表明:随着二次淬火温度升高,钢的强度先减小后增大,屈强比逐渐提高,低温韧性有下降倾向,在690℃左右钢的强韧性匹配最好。随着回火温度的升高,QLT热处理明显改善了钢的回火稳定性,屈强比降低,特别是低温韧性显著提高。随着回火时间的增加,QLT热处理-84℃的低温冲击功先增大后减小。此外两相区二次淬火温度、回火温度等工艺参数对逆转变奥氏体也有显著影响,结果表明:逆转变奥氏体含量随二次淬火温度升高,存在一个先增多、然后减少的趋势,即在690℃左右存在一个对应的逆转变奥氏体含量的峰值。随着回火温度的升高,逆转变奥氏体含量都增多。QT处理其含量均在2%以下,QLT处理可达到8.17%。随着回火时间的增加,QLT热处理生成的逆转变奥氏体含量先增大后减小。采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）详细观察了不同状态下的组织,深入分析了QLT热处理组织演变过程,结果表明:QT热处理得到回火马氏体组织,沿原奥氏体晶界和板条边界有一些细小的碳化物析出;而QLT热处理得到回火二次马氏体+铁素体的混合组织,沿原奥氏体晶界和板条边界不仅有碳化物析出,还有颗粒、短条、岛状和长条状的逆转变奥氏体生成。逆转变奥氏体与基体遵从K-S位相关系。二次淬火马氏体随着二次淬火温度的变化,在形态、分布、数量以及成分等方面存在着很大的差异。通过两相区二次淬火,造成钢中的成分起伏,在随后的回火过程中,合金元素富集的部分区域Ac1点降低,低于回火温度,在这些区域钢中就形成了逆转变奥氏体。研究QLT热处理改善韧性的机理,结果表明,由于组织细化、晶界微量有害杂质元素分布状况的改善以及逆转变奥氏体的生成,有效地提高了钢的低温韧性。逆转变奥氏体是一种富碳镍锰相,镍含量达9.47%,锰含量达1.05%。只有在低温下稳定的逆转变奥氏体对低温韧性才有贡献,逆转变奥氏体的量越多,钢的低温韧性越好。