HR3C作为超（超）临界机组中工作环境恶劣的过热器和再热器部件用钢,具有优良的抗烟气氧化和高温力学性能。由于机组苛刻的高温工作环境,HR3C钢在服役过程中冲击韧性下降导致发生脆断,给电站造成了极大的安全隐患。一般认为,HR3C钢发生脆性断裂的主要原因在于大量的M₂₃C₆相在晶界呈网状连续析出,造成了晶界脆化。因此本文采用冷变形/预时效工艺,来改变HR3C钢中碳化物M₂₃C₆相的分布情况,主要工作研究了HR3C钢在不同冷变形预时效后的组织形貌,分析了冷变形预时效对HR3C钢长期时效过程中碳化物分布及性能的影响。研究结果表明:（1）通过前期冷变形预时效工艺参数的探索,相比于小变形低温短时间预时效,发现30%冷变形HR3C钢经900℃预时效6 h后,此时碳化物M₂₃C₆相在晶界呈不连续分布,且分布的数量少,维氏硬度低,冲击韧性较原始态HR3C钢高;当HR3C钢冷变形量大于40%,在900℃预时效6 h后,碳化物M₂₃C₆相在晶内弥散分布;循环冷变形预时效（10%冷变形,900℃预时效6 h+10%冷变形,900℃预时效6 h+10%冷变形,900℃预时效6 h,下同）后HR3C钢碳化物M₂₃C₆相在晶界呈典型的球状不连续分布。（2）着重分析了30%冷变形900℃预时效6 h和循环冷变形预时效的HR3C钢在700℃长期时效的显微组织,观察到有σ相的析出,碳化物M₂₃C₆相在晶界与晶内缠结分布,完全不同于服役态HR3C钢中M₂₃C₆相在晶界连续网状的分布情况,冲击韧性也较原始态HR3C钢直接时效高,且循环冷变形预时效HR3C钢长期时效后冲击韧性提高更为明显,断裂方式由原来的沿晶断裂变成混合断裂。综合分析,合适的冷变形/预时效工艺能改变HR3C钢长期时效过程中碳化物的分布情况,在一定程度上也提高了其冲击韧性,为改善服役态HR3C钢脆性大的问题提供了思路。