X12CrMoWVNbN铁素体耐热钢是一种超超临界蒸汽轮机高中压转子用钢。为了弄清该钢在制备过程中的组织特点及碳化物形成规律,从而为其国产化提供理论支持,本文通过感应电炉制备了不同冷却速率下的铸态试样,使用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和热模拟试验机等研究了该钢的铸态组织、锻后组织、热处理组织以及碳化物的析出与演变。得到的主要结论如下:（1）冷却速率在0.05℃/s⁵℃/s范围内,X12钢铸态下基体组织为铁素体+马氏体,锻压后的组织为典型的板条状马氏体+残余奥氏体,淬火后的组织为板条状的马氏体,回火后的典型组织为回火马氏体+铁素体。冷却速率越低的铸态试样,锻后组织,淬火组织和回火组织中马氏体板条的越细小,回火组织中马氏体含量越少,铁素体含量越多。（2）X12钢铸态下晶界和晶粒内部存在碳化物主要是M3C,随着冷却速率的减小晶界析出的碳化物粗化,晶内析出的针状碳化物逐渐细小,冷却速率减小到0.05℃/s时,晶粒内出现近球形碳化物。锻压和淬火后X12钢中的碳化物亦为M3C,铸态组织、锻压组织和淬火组织中均未发现M₂₃C₆型碳化物;高温回火后,晶界上析出呈链状分布的多边型M₂₃C₆,晶内亦析出M₂₃C₆、MX型碳化物及Laves相。（3）探讨可能的碳化物形成机制:M3C通常以重平衡机制优先形核,高温回火过程中,M₂₃C₆存在原位形核和独立形核两种机制。