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0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢具有高强度、高韧性以及良好的焊接等性能被广泛地应用在水电站的水轮机转轮、阀体以及核电的海水泵上，该材料优异的综合性能与其中具有的逆变奥氏体有关。本文通过采用热膨胀仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及三维原子探针(3DAP)等方法对0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢展开基础性研究工作，研究了热处理制度对逆变奥氏体含量的影响，探讨了在回火过程中逆变奥氏体形成与稳定机制以及逆变奥氏体韧化合金的机制，并研究了逆变奥氏体对材料的拉伸、冲击等性能影响。主要研究内容包括：
⑴热膨胀仪实验结果表明，奥氏体开始形成温度As与加热速率有关，在加热速率大于3℃/s后才保持为一常数，约为680℃。当加热速率小于3℃/s，As随着加热速率的减小而降低。奥氏体相变结束点Af，马氏体相变开始点Ms和结束点Mf并不随着加热速率的改变而改变。其中Af约为772℃，Ms约为251℃，Mf约为133℃。
⑵淬火温度选择在1020-1050℃之间时，材料的组织为板条状马氏体，并能够得到较好的综合力学性能。在淬火温度为1050℃时，逆变奥氏体含量随着回火温度的升高明显增加，在610-620℃之间达到最大值，随着回火温度的进一步升高而降低，当回火温度高于630℃时，室温下的逆变奥氏体含量为0。采用淬火和两次回火的热处理工艺可明显提高试样中的逆变奥氏体含量。同时逆变奥氏体的含量随着冷却速率的增加而降低。
⑶采用高温XRD、TEM及3DAP等手段研究了逆变奥氏体的相变机制和稳定机制，实验结果表明，回火温度在570-680℃之间，逆变奥氏体的含量随着保温时间的延长而增加，且其点阵常数随着回火温度的升高呈非线性增加。表明逆变奥氏体以扩散机制形成。在570℃回火时，C原子首先在马氏体板条间偏聚并与基体中Cr、Mo强碳化物形成元素形成M23C6型碳化物，并且与马氏体呈[011]M23C6//[111]α的位向关系。当回火温度为580℃时，逆变奥氏体以M23C6碳化物为核心，通过Ni扩散富集在马氏体板条间形成。并且逆变奥氏体与碳化物呈现立方-立方位向关系。当回火温度高至610℃时，逆变奥氏体不仅在马氏体板条间形成，也可以在马氏体板条内部形成，其中同样富集高浓度的Ni。Ni的富集程度以及逆变奥氏体的尺寸决定了逆变奥氏体的稳定性。当回火温度高于680℃，逆变奥氏体含量随着保温时间几乎没有变化，其点阵常数与温度呈线性关系变化。
⑷逆变奥氏体显著提高了材料的冲击韧性尤其是低温冲击性能，降低了韧-脆转变温度。在冲击力的作用下，断口处的逆变奥氏体发生相变转变为马氏体，在转变过程中吸收能量，从而提高材料韧性。拉伸实验表明，逆变奥氏体对材料的塑性有一定的提高作用，但是逆变奥氏体的存在并没有明显改善材料的抗氢脆性能。