一般普通建筑用钢的耐火性能较差，为了达到耐火标准，通常用耐火涂层来保护钢结构，但是耐火涂层的使用会带来许多负面影响，比如环境污染、建筑成本增加、损害施工人员健康等。耐火钢是一种具有优良耐火性能的低合金高强度结构钢，能很好的解决耐火涂层所带来的负面影响。耐火钢在600℃高温下屈服强度不低于其室温屈服强度的2/3，具有优越的高温力学性能。因此对耐火钢组织和微观结构的研究有着重要的意义。本文采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等对两组实验钢进行了观察研究，分析不同正火温度以及不同回火温度条件下实验钢组织及微结构的变化，探讨实验钢的高温耐火机理。实验结果表明：A组（含Cu、Ni）耐火钢是由高密度位错的针状铁素体、块状铁素体、少量的贝氏体和马氏体组成的组织，B组（含Mo）耐火钢的组织主要是铁素体和M-A岛组织。A组耐火钢中的针状铁素体含量随着正火温度升高而逐渐减少，B组耐火钢中的M-A岛含量先随着正火温度的升高而增多，在正火温度达到770℃时，M-A岛含量达到最大值，后又随着温度的升高而降低。A组耐火钢的最佳正火温度为770℃，B组耐火钢的最佳正火温度为740-770℃。A组实验钢回火后，组织中仍含有大量的高密度位错针状铁素体，能够很好的保持其高温性能。B组实验钢回火后，部分M-A岛组织并未发生完全分解，同时在晶界处和基体中析出大量细小的碳化物，具有一定稳定性的M-A岛组织和细小的碳化物对其高温性能是十分有利的。通过对两组实验钢的比较可知，合金元素Cu、Ni有利于针状铁素体的形成，而Mo元素能够促进M-A岛组织的形成。