403Nb为发电机组汽轮机叶片用钢,长期服役于较高温度条件下,研究其组织结构及蠕变性能意义重大。本文以热连轧403Nb钢为研究对象,通过一系列热处理试验及蠕变性能测试,并借助金相显微镜、扫描电镜/能谱仪、透射电镜及X射线衍射仪等分析手段,对热连轧态及热处理态403Nb钢蠕变前后的组织结构、蠕变性能和蠕变机制进行了研究。结果表明:403Nb钢在热连轧期间可发生动态再结晶,形成细小等轴晶,其组织由α-Fe、Cr₂₃C₆及NbC相组成,其中,Cr₂₃C₆多分布于晶界,NbC主要分布于晶内。热处理之前,在试验的温度和应力条件下,热连轧403Nb钢具有较低的蠕变抗力,其蠕变激活能为Q1 = 287.5 kJ/mol,应力指数为n1 = 8.5。热连轧403Nb钢的淬火组织基本为板条马氏体,随淬火温度提高,晶粒粗化,当淬火温度为1150℃时,沿晶界形成块状的δ相,该组织对蠕变性能不利。热连轧403Nb钢经淬火及回火处理后蠕变性能明显提高,尤其是1100℃淬火,650℃回火试样蠕变性能最佳,在原马氏体板条内及板条间析出大量高弥散,纳米级的以Cr₂₃C₆为主的碳化物是蠕变性能提高的原因,在试验温度和应力条件下,此热处理态403Nb钢的蠕变激活能为Q2 = 463 kJ/mol,应力指数为n2 = 14。热连轧态及1100℃淬火,650℃回火403Nb钢在蠕变期间的变形机制为:形变位错束集及动态再结晶;而该热处理态403Nb钢的蠕变断裂机制为:蠕变后期,主要沿垂直于应力轴的晶界发生裂纹萌生及扩展。