ROF炉内罩用钢是高铬-镍奥氏体耐热不锈钢。ROF炉内罩用钢长期工作在高温及还原性气氛中,要求在高温下具有一定的强度及良好的抗氧化性。本文通过对服役20850h后的进口 YUS701钢钢板与其供货态钢板进行对比发现,服役后钢板中的奥氏体晶粒严重长大,发生了晶界氧化,室温强度降低;位错密度降低,晶界处析出大块状M23C6相;晶内析出长条状的σ有害相,材料的高温强度、塑性和韧性降低。现役ROF炉内罩用钢主要存在高温强度不足、密封处氧化严重及服役寿命不长的问题。为了改善和提高这些问题,本文在进口 YUS701钢的成分基础上添加合金元素进行成分优化,得到优化成分。通过热力学模拟计算、热处理实验、氧化实验,借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)及X射线衍射(XRD)等显微组织表征方法,研究了ROF内罩用钢的高温抗氧化性及经热处理后的组织、性能,得出以下结论:1、加V、W的试验钢中,奥氏体晶粒粗大;力学性能没有明显提高,甚至略有降低。试验钢中加入Nb后,晶粒得以细化;且在室温及高温下的力学性能均较优;但因为σ相和Z相在650℃时的析出量随着Nb含量的增加而增长,故本文将Nb含量控制在0.2 wt%左右即可。C含量由0.09 wt%降低为0.05 wt%时,有利于奥氏体晶粒细化及晶粒均匀化;同时减少了 M6C型碳化物及M2(C,N)相的析出。与此同时,Ni含量为14.00 wt%左右有利于进一步控制钢中σ相、Z相及G相等有害相的析出。ROF炉内罩用钢优化后的成分为:0.05 wt%C,14.00 wt%Ni,0.2 wt%Nb,0.30 wt%N,1.75 wt%Si,1.47 wt%Mn,0.67 wt%Mo。2、随着固溶温度的升高,试验钢的晶粒尺寸逐渐增大,强度和硬度下降,而塑性和冲击韧性则上升。在满足所需晶粒尺寸要求(25～50μm)的条件下,试验钢在1070℃时的综合力学性能较好。试验钢在1070℃保温不同时间时,奥氏体晶粒随着保温时间的延长而逐渐均匀化。当固溶保温时间为60min时,晶内碳氮化物基本完全溶解,在晶内仅有少量呈细小颗粒状的富Cr碳化物析出,故经过成分优化后的ROF炉内罩用钢的热处理工艺为:1070℃固溶60min,水冷。3、经过成分优化后的试验钢在1100℃氧化100h后能够形成较稳定的氧化膜,氧化动力学曲线在各个阶段的瞬时氧化速率最低,具有与进口料相当的高温抗氧化性。4、试验钢经过成分优化及热处理工艺优化后,高温强度与进口料相当,同时,其室温抗拉强度和屈服强度分别为823MPa和460MPa;室温韧性为448J;室温及高温延伸率分别为55%及114%,均优于进口料。