钢结构以其自重轻、基础造价低、施工周期短、能解决大空间的复杂问题、抗震性较好以及资源的可再生利用等优点,在高层建筑及大跨度建筑中得到广泛的应用。与此同时,自美国“9.11”事件后,建筑用结构钢的防火性能也引起了政府及设计部门的高度重视。耐火钢是一种具备耐火性能的低合金高强度结构钢。为了使耐火钢能更好满足现代钢结构建筑发展的需求,就需要对耐火钢开展深入的研究。本文采用拉伸试验、冲击韧性试验,结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及能谱(EDS)等分析手段,从力学性能、显微组织、回火后组织转变情况等方面系统研究了两系列耐火试验钢。期望,通过完成本课题,分析Mo、V等合金元素对于耐火钢显微组织及性能的影响,进而探讨如何通过成分及工艺控制以提高耐火钢的性能,特别是耐火性能。本论文的主要结论为:①各组试验钢基本都满足了耐火钢的要求,同时具备双相钢的连续屈服特性,具有良好的综合性能以及耐火性。②对于先析铁素体形成和珠光体转变的抑制,Mo-B联合加入的作用大于Mo的单一添加,使得试验钢更易获得贝氏体组织。③热轧态试验钢的显微组织特征为:它是由先析铁素体、粒状组织、粒状贝氏体所组成的混合组织。粒状组织和粒状贝氏体中岛状相的精细结构为孪晶马氏体及高密度位错的板条马氏体。④试验钢在室温及高温下保持较好力学性能主要依靠的是组织的强化及其相对的稳定性。M-A岛是试验钢具有良好室温及高温性能的必要组织。⑤Mo元素对耐火钢性能的影响,主要是源于它对显微组织的影响。⑥试验耐火钢中,V的作用主要体现在后期析出强化上。⑦B2试验钢中,V(C,N)在奥氏体中的沉淀方式主要为位错线上形核且形核率迅速衰减为零。形变储能有效促进了V(C,N)的沉淀析出。⑧B2试验钢中,珠光体转变后,V(C,N)在铁素体中形核率和析出时间均较其在奥氏体中的分别增大约2~3个数量级或减小大约1~2个数量级。