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近些年,随着石化、煤化工工业向二次深加工、环境友好等方向发展,以“加氢技术及其应用”为标志的技术革新已上升为国家战略,对装备大型化、长寿命化和清洁绿色化的需求更加迫切,传统临氢Cr-Mo钢已无法满足日益苛刻的使用性能需求,“大厚度、高洁净、均质化、高强韧”已成为新一代临氢Cr-Mo钢的发展方向。12Cr2Mo1R钢和12Cr2Mo1VR钢是以铬、钼为主的低碳临氢钢,具有良好的抗回火脆性、抗高温蠕变及抗氢腐蚀性能。为满足其性能要求,必须对其相变及析出行为进行有效控制。本文依托于国家重点研发项目“新一代压水堆核岛用钢及临氢化工大单重特厚板”,以12Cr2Mo1R钢和12Cr2Mo1VR钢为研究对象,对实验钢进行热处理实验,研究其热处理工艺及组织性能。本文的主要研究工作及研究结果如下:(1)利用Thermo-Calc热力学计算软件对12Cr2Mo1R钢和12Cr2Mo1VR钢进行热力学平衡计算,得出结论:随着温度升高,12Cr2Mo1R实验钢在600℃时,发生Cr23C6+Mo6C→Cr23C6转变,Cr23C6析出相在770℃～800℃C时数量减少直至消失;12Cr2Mo1VR实验钢在 520℃时,发生 Cr23C6+Mo6C→Cr23C6+VC+(Mo,V)2C 转变,在 790℃时 Cr23C6析出相开始减少并发生Cr23C6+VC+(Mo,V)2C→VC转变。(2)利用Formaster-Ⅱ型热膨胀相变仪对12Cr2Mo1R钢和12Cr2Mo1VR钢进行过冷奥氏体连续冷却相变研究。实验结果表明:12Cr2Mo lR实验钢的Ac1=766℃,Ac3=860℃;12Cr2Mo1VR 实验钢的 Ac1=769℃,Ac3=880℃。12Cr2Mo1R 实验钢和 12Cr2Mo1VR 实验钢获得贝氏体组织的冷速范围分别为0.3～5℃/s和0.1～5℃/s。(3)通过保温淬火实验研究12Cr2Mo1R及12Cr2Mo1VR实验钢在高温状态下的奥氏体晶粒长大规律。研究结果表明:在850～1050℃实验温度范围内,12Cr2Mo1R实验钢与12Cr2Mo1VR实验钢的奥氏体晶粒尺寸随加热温度的升高而增大、随保温时间的延长而增大。V的添加使实验钢在850～950℃范围内奥氏体晶粒细化,并且抑制奥氏体晶粒粗化速度。(4)利用箱式电阻炉对热轧后的钢板进行热处理,研究不同回火温度对12Cr2Mo1R及12Cr2Mo1VR实验钢组织性能的影响。结果表明:12Cr2Mo1R实验钢与12Cr2Mo1VR实验钢在经过不同回火温度回火热处理后,所得混合组织均为粒状贝氏体和板条贝氏体。12Cr2Mo1R实验钢与12Cr2Mo1VR实验钢的强度及硬度随着回火温度的升高而逐渐下降,冲击韧性逐渐提高。12Cr2Mo1R实验钢的析出相为Cr的碳化物,主要分布在晶内,尺寸范围在15～130nm。12Cr2Mo1VR实验钢中由于V的添加,析出相数量增多,尺寸细化,且呈弥散分布。12Cr2Mo1VR实验钢晶界处析出Cr的碳化物,尺寸范围在100～260nm,有利于晶界强化,提高持久强度;晶内析出尺寸为20～60nm的Mo、V复合碳化物以及5～15nm的VC。这些碳化物的类型、尺寸和分布有利于强韧性的提高。为得到最佳强韧性匹配,12Cr2Mo1R实验钢回火温度宜选取680～700℃;12Cr2Mo1VR实验钢回火温度宜选取700～720℃。