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随着我国工业化进程的快速发展,风机被广泛应用于国民生产生活,医药、造纸、纺织、化纤、玻璃、煤矿、粮食、建筑行业、烟草、军工、酿酒、钢铁、发电、水泥、石化和污水处理等重要工业领域。对风机来说,叶轮是风机的关键部件,它的质量直接影响风机的使用环境和使用寿命。为扩大风机的应用领域,特别是低温工况下的应用。提高风机的整体质量及其使用寿命,并拓宽现有材料的应用范围,本文将对三种风机叶轮用高强度等级马氏体不锈钢(FV520(B)、0Cr13Ni5Mo、X21CrMoV121)母材和焊接接头的性能进行研究。本文通过热处理工艺试验,研究三种母材不同热处理工艺下的力学性能,特别是低温下的性能。进行金相组织观察,冲击断口分析,X射线衍射试验,硬度测试等,研究热处理工艺对材料组织和性能的影响。通过对比三种母材的综合性能,选出低温性能满足使用要求的一种母材及相应的热处理工艺,然后研究焊接接头的性能。应用常用焊接材料进行焊接试验,结果显示现有焊接材料的韧性不足。针对低温环境应用现状,提出新型匹配焊接材料的研究思路。通过对三种母材的热处理性能研究,可以得出以下结论：(1)0Cr13Ni5Mo钢1000℃淬火保温30min后空冷,620℃一次回火保温2h,然后600℃二次回火保温2h工艺,综合性能较好；(2)FV520(B)钢在不同温度下时效,1050℃固溶保温1h后进行850℃保温2h后油淬,再进行600℃时效,保温3h后空冷工艺下,材料的综合性能较好,特别是低温韧性。此种工艺下材料的残余奥氏体含量也较高；(3)X21CrMoV121钢在不同的温度下回火,1050℃淬火,保温1h后油冷处理,720℃回火保温2h后空冷处理下的低温韧性较好。对FV520(B)钢的焊接试验可知：焊后整体热处理工艺(ATH)所得到的性能优于焊前热处理+焊后处理工艺(TH)的性能；匹配焊接材料的研制思路,主要以提高焊缝的韧性为出发点,通过加入提高韧性的合金元素Ni、Mn、Mo等,并加入Ti、B、Re微量合金元素,净化晶界、细化晶粒,在不降低接头强度的同时提高熔敷金属的低温韧性。