Fe-13Cr-5Ni低碳馬氏體鋼被廣泛應用于火力發電、水輪機組件、閥體、核電站結構件等領域，是20世紀60年代發展起來的具有優異的力學性能、良好的成形性能及良好的機加工性能的鋼種。Fe-13Cr-5Ni低碳馬氏體鋼，在奧氏體化以后，極易獲得非平衡態的馬氏體組織，且在用于生產大型發電機渦輪轉子時，由于轉子尺寸很大且結構復雜，不能通過傳統的變形工藝細化組織，而熱處理過程中極易出現粗大晶粒并具有強烈的組織遺傳性。因此，有必要對Fe-13Cr-5Ni低碳馬氏體鋼在兩相區的變化展開系統研究。

本研究所用的Fe-13Cr-5Ni低碳馬氏體鋼化學成分（質量分數，%）為0.04C，0.14Si，0.55Mn，5.01Ni，12.87Cr，1.36Mo，0.03V，0.01P，0.02S，余量Fe。試樣取自發電廠渦輪轉子實際生產時，澆注和鍛造成型的試塊，并進行1200℃保溫5h的均勻化處理。使用STA409PC型綜合熱分析儀進行相變點的差示掃描量熱法測試。奧氏體轉變起始溫度和轉變完成溫度分別為528℃和830℃。

對均勻化處理后的試樣進行奧氏體化處理，以10℃/s的速率將試樣分別加熱至550、600、650、700、750、800以及830℃，然后淬火至室溫。通過光學顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀以及顯微硬度儀研究該鋼在加熱過程中的組織轉變行為。結果表明：

（1）奧氏體以“針狀”形式在晶粒內部馬氏體板條界處形核，并與母相間保持一定的位向關系，且加熱溫度對奧氏體的形核與長大有很大影響。當加熱溫度較低時，“針狀”奧氏體多在馬氏體板條處形成，隨著加熱溫度的升高，“針狀”奧氏體沿馬氏體板條長大成條狀奧氏體，同時與母相保持相同的位向關系。當溫度進一步升高，部分奧氏體傾向于在馬氏體塊界形成，并沿著馬氏體板條界向馬氏體塊內部長大。

（2）室溫下殘余奧氏體的量，隨雙相區開始淬火溫度的升高先增加后減少，650℃時對應室溫下殘余奧氏體的極大值，并且這一變化趨勢與試樣顯微硬度測試結果一致。