本文共分为五部分，主要包括：一、介绍了对水轮机叶片材料的性能要求以及水轮机叶片材料的发展和使用情况；二、水轮机叶片材料ZG0Cr16Ni5Mo的工艺研究，包括热分析实验、热处理实验、机械性能实验和显微组织分析实验；三、通过上述实验的结果与分析，得出了ZG0Cr16Ni5Mo的热处理工艺，并在实际生产中进行修正和应用；四、影响铬-镍-钼系低碳马氏体不锈钢材料性能的主要因素，包括化学成分、热处理工艺对机械性能和显微组织的影响，重点阐述了钢中逆变奥氏体的形成、性质、含量及其对材料各项性能的贡献；五、总结。 笔者阅读了大量文献资料，在参考其他研究者的实验数据和结果的基础上，设计了本次实验，首先进行热分析实验确定该材料的相变点，在此基础上进行了热处理实验，借助机械性能实验考察了不同热处理规范对其机械性能的影响；应用光学显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段，考察了这种材料在不同热处理状态下的微观组织形态。研究结果表明，采用中频炉精炼可以准确控制铸件的化学成分和减少铸造缺陷，是保证叶片质量的前提条件；而合理的热处理工艺是保证叶片质量的关键因素。将性能实验与微观组织观察结合起来得出了这样一个结论：经过处理后的ZG0Cr16Ni5Mo具有三相匹配的组织(回火马氏体+逆变奥氏体+δ铁素体)，控制逆变奥氏体含量在10～15％之间；在回火过程中产生的逆变奥氏体对材料的性能有着巨大的影响。 由于逆变奥氏体弥散地分布在回火马氏体板条间，且弥散度很高，同时它具有很高的热稳定性和机械不稳定性。其弥散分布的形式及奥氏体本身的特性阻碍了氢的扩散和聚集，有效地抑制了氢脆的危害；而高的热稳定性使其在温度急剧变化的情况下仍然保持材料的各种性能不变，这无疑是对焊接十分有利的；机械不稳定性使其在应变的影响下会发生诱发马氏体转变行为，这种转变可以缓解应变带来的不利影响，因此这一点对提高材料的断裂韧性，抵抗汽蚀磨损都是十分有利的。 综上所述，ZG0Cr16Ni5Mo是一种低碳马氏体不锈钢，具有铬-镍-钼系低碳马氏体不锈钢所共有的良好的综合机械性能、冷焊性能、断裂韧性、抗氢脆、抗汽蚀性能及良好的工艺性能，被用于水电、泵阀等各种大型组焊件和过流部件。