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随着目前能源危机和人们对能源的需求日益增长,核能应运而生,其中核聚变能因为资源丰富、释放能量巨大和环境友好等优点,被用来重点开发利用。利用核聚变能的托卡马克装置是目前研究较多的核聚变反应堆;其对第一壁材料在等离子辐照、高温和高载荷等恶劣环境下服役保持较好的组织稳定性和使用安全性的要求严格;而低活化铁素体/马氏体（Reduced-activation ferritic-martensitic,RAFM）钢在高温辐照条件下作为结构部件使用时有良好的几何尺寸稳定性、较优的热导率和力学性能和较低的辐照肿胀率以及热膨胀系数,被认为是用来发展未来聚变示范堆和聚变动力堆首选的包层结构材料。中国低活化马氏体（China low activation martensitic,CLAM）钢作为中国自主研发的、成分和性能优化的一种RAFM钢,被选为中国设计研究的核聚变反应堆首选结构材料。本文采用B?hr DIL-805 A/D相变仪并结合HV-1000型显微硬度计研究CLAM钢的相变行为,同时,采用leica-DMI5000M光学显微镜、蔡司高分辨率热场发射扫描电镜（Zeiss Super 40）和Tecnai G2 F20 S-TWIN（200KV）透射电镜研究CLAM钢在不同温度（500℃、550℃、600℃和650℃）和不同时效时间（5000h、10000h、15000h和20000h）高温长期时效过程马氏体等亚结构和析出物的演变规律;并且采用MTS 810电液伺服万能试验机、夏比冲击试验机和HV-1000型显微硬度计进行拉伸实验、冲击实验和硬度测试来研究CLAM钢子高温长期时效过程中强度、塑性、韧性和硬度的变化,研究的主要内容如下:1、利用B?hr DIL-805 A/D相变仪和HVS.1000型显微硬度计绘制CLAM钢的CCT曲线,测得Ac1为846.2℃,Ac3为902.3℃。当冷却速率在0.32℃/min时,主要得到硬度较低的铁素体组织,平均显微硬度为169 HV0.1;当冷却速率在10℃/min时,得到完全马氏体组织,平均显微硬度高达354 HV0.1;2、初始状态下,M23C6相数量较少并分布较为分散,MX相数量较多并分布均匀;随着时效温度和时间增加,M23C6数量增加,分布较为密集,而MX相数量有些许下降,分布无明显变化;Laves相在550600℃析出,并有些许长大但数量不多。M23C6随时效时间增加,都有出现长大现象,平均尺寸由初始状态下的160nm左右增加到280nm左右。500℃下,随时效时间增加,尺寸急聚增加,达10000h后尺寸有下降;600℃下,尺寸在5000h后尺寸下降;550℃和650℃下,尺寸逐渐增加。MX和Laves相随时效时间尺寸变化不大,MX相平均尺寸约为60nm,Laves相平均尺寸约为350nm。3、通过观察分析金相图、扫描图和透射图,发现CLAM钢的原奥氏体晶粒发生了细微长大,在长达20000 h时效的时间下平均粒径的大小低于50μm;时效过程中的组织结构为回火马氏体组织,马氏体板条随高温长期时效过程不断长大,其中在时效温度500℃时效过程中,马氏体板条长大速率较大;但是时效时间10000h后板条长大速率减缓,并且出现明显的回复软化现象;在长达20000h时效后,马氏体板条平均尺寸在600nm以上,最大尺寸有接近1um。4、500℃高温长期时效前期,强度和硬度有所提高,5000h时效后,性能都是下降趋势,但在10000h时效后,性能趋于稳定,其他时效温度的长期时效过程中,强度、塑性、韧性和硬度都是呈不同程度下降趋势。5、,在5000h时效前期,组织变化较明显,马氏体板条粗化、回复和M23C6相和Laves相粗化和偏聚现象明显,强度和塑性等有所提高;但在10000h时效后期,组织变化趋于稳定,没有明显变化,但性能下降明显,不过即使经650℃时效20000 h,CLAM钢的力学性能也能维持在相对较高的水平。