405铁素体不锈钢是制造核电蒸汽发生器换热管支撑板的材料,在我国大力推进核电发展的历史背景下,对405铁素体不锈钢进行研究是十分必要的。本文以405铁素体不锈钢为实验原料,采用单道次压缩实验来研究405铁素体不锈钢的热变形行为。借助OM、SEM、TEM、EBSD以及EPMA来研究淬火-回火、循环淬火以及形变热处理工艺对405铁素体不锈钢组织性能的影响,为405铁素体不锈钢的性能改善和工业生产提供理论依据。本研究的主要工作及创新点如下:（1）通过单道次压缩热变形实验研究了 405铁素体不锈钢在不同温度和应变速率下的热变形行为和组织变化规律。通过实验获得不同变形条件下的流变应力曲线,并基于流变应力曲线,建立了耦合应变的Arrhenius型本构模型,得到流变应力与变形温度、应变速率以及变形量之间的函数关系,并且此模型能准确地预测热变形过程中材料的流变行为;确定了峰值应变和动态再结晶临界应变的关系,建立了 405铁素体不锈钢的动态再结晶动力学模型;绘制了 405铁素体不锈钢的热加工图,以此确定材料的失稳区。（2）研究了不同奥氏体化温度、奥氏体化时间、回火温度和回火时间对405铁素体不锈钢组织性能的影响。结果表明,奥氏体化工艺主要通过奥氏体化过程中奥氏体含量及尺寸的变化来调控成品板的力学性能。奥氏体温度较低或时间较短时,高温奥氏体的含量较低,但尺寸细小;奥氏体化温度过高,时间过长都会使奥氏体组织长大,从而引起马氏体组织粗大,最终导致强度先升高后降低,而韧性逐渐下降。回火工艺主要通过回火过程中马氏体及析出相的变化来调控成品板的力学性能;回火温度时间增加时,马氏体中的位错密度降低,软化程度增加,而回火温度过高,时间过长,马氏体板条严重粗化,析出相尺寸显著增加,最终强度逐渐降低,塑性逐渐增加,韧性先升高后降低。在980℃保温1h淬火,并在730℃回火2h时能得到最佳的强韧组合,抗拉强度为576MPa,冲击功为133J。（3）研究了循环淬火的淬火温度和保温时间对405铁素体不锈钢组织性能的影响。循环淬火温度的升高或保温时间的延长,会引起一次淬火后组织的粗化,温度过低或时间过短会使循环淬火类似回火过程,从而提高韧性,降低强度。循环淬火温度过高或时间过长会导致组织的长大,从而提高强度,降低韧性。当要求高强度时,循环淬火热处理方案为:970℃保温1h淬火+970℃保温40min淬火+730℃回火15min,其抗拉强度为676MPa,冲击功为60J;当要求高韧性时,循环淬火热处理方案为:970℃保温1h淬火+920℃保温15min淬火+730℃回火15min,其抗拉强度为622MPa,冲击功为85J。（4）研究了形变热处理中轧制温度及轧后回火温度对405铁素体不锈钢组织性能的影响。轧制温度升高,变形时易于发生回复,位错密度减少、亚晶粗化,析出相形核位置减少,析出相尺寸增大,最终导致强度下降,韧性提高。随着回火温度的上升,回复软化程度增加,析出相尺寸增加,最终强度下降,韧性提高。当材料要求高强度时,形变热处理工艺为:640℃轧制压下量50%+680℃回火1h,其抗拉强度为670MPa,冲击功为50J;要求高韧性时,形变热处理工艺为:740℃轧制压下量50%+730℃回火1h,其抗拉强度为574MPa,冲击功为63J。（5）进行工业试制时,出现了工业试制试样强度比中试试制试样强度低50MPa的现象。经研究发现,这是由于工业试制回火过程中经验操作导致回火时间过长引起的。过长的回火时间,使材料发生回复软化,位错缠结作用下降,马氏体发生分解,析出物出现粗大,最终导致强度出现下降。