全球新能源产业的发展,国内能源结构的调整以及环保压力的增加,导致了天然气需求的急剧增加。9Ni钢具有高强度,超低温韧性和焊接性能等优点,是大型LNG船等超低温存储设备的关键材料。我国9Ni钢的研究起步相对较晚,相关研究主要集中在QT和QLT工艺。通过改进相关工艺,使得9Ni钢中获得稳定的逆转变奥氏体组织,提升低温环境的冲击韧性。Cu元素作为第二相强化元素,对9Ni钢的强度提升也具有重要的作用。本文主要对不同热处理工艺下Fe-9Ni-2Cu钢组织与性能进行研究。本实验系统的研究了QT、QLT和深冷工艺对Fe-9Ni-2Cu钢显微组织和力学性能的影响,同时采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和三维原子探针（APT）等设备进行组织结构表征,用万能拉伸试验机和摆锤冲击机进行室温、低温力学测试分析,结果表明:（1）在QT工艺下,研究发现在随着回火温度的升高,钢中逆转变奥氏体含量表现为先升高后下降。富Cu相的析出强化导致强度和硬度提升明显,温度升高后,富Cu相和碳化物粗化,逆转变奥氏体含量增加试样钢强硬度下降,延伸率提升。在临界区560℃保温120 min回火时能够得到含量较高且稳定性较好的逆转变奥氏体,强度1022 MPa,伸长率达17%。（2）经QLT工艺处理,Fe-9Ni-2Cu钢在两相区635℃保温60 min时,综合力学性能最佳。马氏体界面处生成逆转变奥氏体和新生马氏体组织,晶界内部存在数量众多的M/A岛组织。此时试样钢室温下延伸率达到20%,强度为1017 MPa,低温冲击吸收功为214 J。（3）深冷处理对Fe-9Ni-2Cu钢的力学性能影响明显,深冷处理后马氏体晶界粗化,铁素体尺寸增加。逆转变奥氏体含量越多,其拉伸性能越好,深冷环境下逆转变奥氏体稳定性越高,其低温冲击吸收功越强。两相区保温30 min试样钢中逆转变奥氏体稳定性最强,深冷环境下仅6.06%逆转变奥氏体发生马氏体相变,低温冲击吸收功为217 J。