采用热模拟机模拟深海管线钢的粗晶区,并通过光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和夏比冲击试验表征了其组织和韧性,研究了二次热循环中不同峰值温度对深海管线钢粗晶区组织和韧性的影响。结果表明:当二次热循环峰值温度为800℃时,管线钢粗晶区的组织主要为粒状贝氏体,块状M-A组元在原奥氏体晶界呈现断续的链状结构,大角度晶界比例较低,冲击吸收功为37.8 J,表现出明显的脆化现象。当峰值温度为900℃时,组织主要为多边形铁素体和准多边形铁素体,大角度晶界比例较高,韧性最优。