低合金CrMo耐热钢是一种含碳量低，合金成分以Cr、Mo为主，并加入一些其它合金元素的低合金耐热钢。该类钢具有较高的热强性、优异的抗氧化性和抗氢脆性能、优良的加工工艺性及较高的性价比，广泛应用于核动力、石油和化工等领域的高温作业压力容器中。由于低合金CrMo耐热钢压力容器长期服役在高温、高压等极其苛刻的环境中，因此，要求其具备较高的热强性、良好的塑性和韧性。然而，低合金CrMo耐热钢在制造压力容器过程中及长时间服役后易出现冲击韧性偏低或冲击功值分散的问题，不仅严重影响了产品的合格率，也给产品在服役过程中带来了安全隐患。　　目前，我国企业用2.25Cr-1Mo-0.25V钢制造大型加氢反应器锻件时常出现冲击功偏低或者严重波动现象，不仅造成产品大量报废，而且由于测量数据的不稳定性而判定为合格的个别产品将严重威胁其使用安全。本文围绕此工程背景，对2.25Cr-1Mo-0.25V钢不同显微组织对其冲击韧性的影响开展研究。通过对比分析不同组织状态对其冲击功大小及其稳定性的影响，揭示了影响冲击功波动的本质因素，并阐明了基体组织、第二相尺寸和分布对冲击功波动的影响机制。在此基础上，提出了亚温热处理改善2.25Cr-1Mo-0.25V钢强韧性的微观机制，通过设计合理的亚温热处理工艺，显著改善了冲击功偏低或冲击功值严重分散的情况，并在企业应用取得良好经济效益。此外，还进一步将亚温热处理推广至其它低合金CrMo/MnNiMo钢中，有效改善了其冲击功波动问题。　　本论文的主要研究内容包括:　　1.对2.25Cr-1Mo-0.25V钢显微组织进行系统表征。对实验用钢进行了化学成分测试、夹杂物评定及奥氏体晶粒尺寸的测定。测试结果表明，所用材料化学成分控制良好、冶炼纯净度较高、原始奥氏体晶粒均匀细小，满足后续实验要求。对2.25Cr-1Mo-0.25V钢进行了平衡相图计算和CCT曲线的测定。结果表明，2.25Cr-1Mo-0.25V钢平衡析出相组成复杂，其中析出相主要包含MC、M3C、M6C、M23C6、M7C3等;当冷速低于1℃/s时出现先共析铁素体，当冷速在1～30℃/s时出现贝氏体，随着冷速增加，依次获得粒状贝氏体、上贝氏体及下贝氏体组织。进一步加大冷速获得板条马氏体组织。　　2.研究了热处理制度对2.25Cr-1Mo-0.25V钢力学性能的影响。通过调整淬火冷却速度，分析不同淬火组织类型对力学性能的影响。实验结果表明，基体组织为粒状贝氏体时，按照现有的回火热处理工艺进行回火时，在较低的冲击实验温度下2.25Cr-1Mo-0.25V钢出现冲击功偏低或波动较为严重。进而详细研究了粒状贝氏体组织在回火过程的演化对冲击韧性的影响。研究表明，粒状贝氏体在回火过程，基体组织软化、组织中的M-A岛转变以及碳化物性质、尺寸、分布的改变，是导致材料在回火过程中力学性能变化的主要原因。对比分析了粒状贝氏体和下贝氏体组织在不同回火参数下组织演变和力学性能的差异，为大型铸锻件制定恰当的回火热处理工艺提供指导。　　3.探讨了影响2.25Cr-1Mo-0.25V钢冲击功波动的因素。通过对不同热处理状态下的显微组织分析和冲击韧性测试，分析了冲击功波动的相关机制。研究表明，大块状M-A岛和粗化的析出相是材料发生脆性断裂的原因。进而提出第二相尺寸/分布与基体临界裂纹尺寸不匹配导致冲击功波动的观点，认为大块状的M-A岛及粗化的析出相本身脆裂或与铁素体基体发生剥离成为裂纹萌生的优先位置，在冲击载荷的作用下，裂纹迅速形成并快速扩展导致冲击功较低。冲击功波动受实验温度、基体组织类型及第二相的尺寸分布共同影响。　　4.研究了亚温热处理对于提高2.25Cr-1Mo-0.25V钢强韧性的可行性。在对2.25Cr-1Mo-0.25V钢组织与性能关系的研究基础上，利用亚温热处理降低粒状贝氏体开始转变温度，细化了贝氏体铁素体尺寸，同时使组织中的M-A岛更加细小弥散分布于贝氏体铁素体基体内，从而提高2.25Cr-1Mo-0.25V钢强韧性。并初步验证了将此工艺应用于生产大型加氢反应器锻件上的可行性，发现这种工艺对提高其它低合金CrMo/MnMoNi钢的强韧性同样具有较好的效果。