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9-12％Cr低活性铁素体/马氏体钢是最具潜力的超临界水堆包壳管候选材料之一。如何优化高铬F/M钢成分，满足低活性要求并降低δ铁素体的含量是材料设计的重点。SCWR包壳管的设计尺寸为管径8mm，壁厚0.5mm，这种薄壁细管的生产通常采用热挤压穿管+冷拔工艺，加工过程中需进行多次不同温度的退火处理以获得期望的组织结构。故研究9-12％Cr低活性F/M钢在各种退火温度下的组织变化规律对此类包壳管制备工艺的确立具有重要的理论意义。
运用Thermo-Calc软件对高crF/M钢的化学成分进行优化，制备了两种不同成分的高Cr低活性F/M实验钢K1(O.10C-11.36Cr-2.73W)、K3(O.14C-11.06Cr-2.3W)，K3钢是在K1钢的基础上为消除δ铁素体而优化得到。对淬火回火热处理后的K1、K3钢分别进行10％、30％、60％的冷变形，随后在750-820℃下退火1O-720min。通过OM、SEM和TEM对退火过程中的显微组织进行观察，运用电子衍射和EDS对析出物进行结构分析和化学成分检测，结合组织的显微硬度测量，研究了实验钢K1、K3退火过程中的组织演化规律，重点研究了K3钢的组织演化机制和析出相的变化。研究结果表明：
(1)采用Thermo-Calc及相应数据库对高铬F/M钢进行成分优化，在不添加Co、Ni、Cu等奥氏体形成元素的条件下，通过适当调控W、C、Mn、Si等元素的含量，可大幅度降低高Cr低活性F/M钢中δ含量。
(2)实验钢K1经淬火回火热处理后是回火板条马氏体组织+12％δ铁素体的复相组织。实验钢K3经淬火回火热处理后是含有少量的δ铁素体(1.5％)的回火板条马氏体组织，大量的圆形或长条形M23C6分布在各种晶界上。δ铁素体的存在明显影响材料的加工硬化行为。
(3)实验钢K1在低于Ac1的温度下退火，变形量对组织演变有明显影响。变形量为10％时，只发生基体的回复。变形量为30％时，在780℃退火150min后完全再结晶。变形量为60％，在780℃退火60min后完全再结晶，但再结晶晶粒沿轧向伸长。
(4)实验钢K3的变形量较小(10％)时，在低于Ac1的温度下退火，只发生剩余位错的回复、碳化物的聚集长大和板条的粗化。在高于Ac1的温度下退火，奥氏体晶粒直接在回火马氏体的晶界上形核长大，基体不发生再结晶。变形量较大(30％、60％)时，在低于Ac1的温度下退火，会发生再结晶，且随着变形量的增大再结晶速度加快，但再结晶晶粒的方向性也随之增强。再结晶的形成机制是形变马氏体中片状位错胞区域回复时形成超细晶粒，由于粗化后的碳化物对晶界迁移的钉扎作用减弱，部分超细晶粒作为再结晶晶核快速长大。在高于Ac1的温度下退火，基体先发生完全再结晶，再出现奥氏体的形核长大。冷变形既影响了高铬低活性F/M钢回火马氏体组织的再结晶行为，也影响了奥氏体化行为。
(5)实验钢K3中的碳化物M23C6在退火过程中发生Ostwald熟化，形状由长条形向等轴状转变，粗化过程中Cr、W不断富集，Cr/Fe比值不断上升，Cr/Fe≈2时M23C6的成分达到稳定，化学组成近似为(Cr15Fe6W2)C6。