本论文基于目前DT300钢的研究现状和发展趋势,采用调整高温合金元素Mo含量来提高DT300钢的高温力学性能,以满足高温使用的性能要求。采用Thermo-Calc热力学计算软件初步计算DT钢在淬火和回火过程中相组织变化,将淬火、回火的温度分别确定在890～970℃之间和200～500℃之间；研究了不同热处理工艺对DT试验钢组织和力学性能的影响；分析讨论了Mo含量对DT试验钢室温和高温组织性能的影响。论文取得的主要研究结果和结论如下：随着淬火温度的升高,DT钢中未溶相逐渐溶解,马氏体板条束尺寸变大,残余奥氏体的含量逐渐增加。DT钢的强度随淬火温度变化不敏感,在970℃淬火冲击韧性提高到最大值为70J。DT钢最佳的淬火温度在970℃左右。DT钢在200～500℃回火时,随着回火温度的升高,其抗拉强度先降低后升高,且在400℃出现最小值；屈服强度和冲击韧性先升高后降低,在300～350℃左右出现峰值。DT钢在350℃以下回火时,主要析出细小ε-碳化物,且在300℃回火时具有最佳的综合力学性能。当回火温度超过350℃以上,析出大量片层状的渗碳体,冲击韧性迅速下降,出现回火马氏体脆性,此时断口形貌出现少量晶间断裂,表现为准解理断裂。在此过程中残余奥氏体含量逐渐减少。温度超过450℃时,渗碳体减少,同时有逆转变奥氏体形成,韧性又开始呈现上升趋势。DT钢的最佳热处理制度为：970℃×1h OQ+300℃×3h AC。增加Mo含量,提高DT钢的固溶温度,同时也抑制了DT钢的回火脆性。不同Mo含量的试验钢经最佳热处理制度(970淬火+300℃回火)热处理后,Mo含量提高,组织变细,试验钢组织中析出的碳化物均为ε-碳化物。随着Mo含量提高,DT钢的抗拉强度几乎不变,而提高试验钢的屈服强度、硬度、伸长率、断面收缩率和冲击吸收功,明显改善其室温的综合性能。在高温条件下,随着温度的升高,试验钢的抗拉强度和屈服强度都逐渐减小,在700℃时降至最小值；延伸率、断面收缩率和冲击吸收功先增大后减小,并在700℃时达最大值。在相同的温度下,高Mo含量的DT钢高温的组织稳定性增强,具有高耐热性。同时Mo含量增加,高温强度也得到显著提高,在400～600℃温度范围内,抗拉和屈服强度均提高100MPa以上。在600℃时,DT300钢中析出大量的Fe2Mo相,C和N、S等杂质元素在其晶界处严重偏聚,弱化晶界,产生脆性,断口形貌中出现沿晶断裂,塑韧性较低；增加Mo含量明显抑制了C、N、S元素在DT钢晶界处偏聚,断口呈现出许多大而深的韧窝,表现为典型的韧性断裂,其延伸率、断面收缩率和冲击吸收功均明显提高。高Mo含量的DT钢具有优异的室温和高温力学性能,可以达到材料的性能需求。