低活化铁素体/马氏体（Reduced Activation Ferritic/Martensitic steel,简称RAFM）钢因其具有较低的辐照肿胀系数和热膨胀系数等优异的热物理性能而被认为是聚变堆首选结构材料。但作为铁素体系耐热钢,在实际应用中RAFM钢的焊接热影响区也存在高温蠕变性能较差的问题,即容易产生第IV类蠕变开裂现象,导致构件提前失效。因此,为探究RAFM钢焊接热影响区的组织形成与演化规律,从而为第IV类裂纹萌生微观机制的研究提供试验依据,本文开展了RAFM钢高温热循环试验。结合光镜、扫描电镜和透射电镜等现代材料分析手段,对单次高温热循环过程和二次高温热循环过程中RAFM钢微观组织的演化规律展开了系统研究。研究结果表明:在单次高温热循环过程与二次高温热循环过程中,随着高温热循环峰值温度从900℃升高到1200℃,原奥氏体晶粒、M₂₃C₆和MX碳化物都会逐渐粗化。但由于组织遗传,二次高温热循环过程的原奥氏体晶粒、M₂₃C₆和MX碳化物的尺寸却比单次高温热循环过程的较小。而峰值温度的升高也会导致M₂₃C₆和MX碳化物逐渐溶解,其中M₂₃C₆碳化物在1100℃后全部溶解,而MX碳化物在1200℃后全部溶解。M₂₃C₆和MX碳化物粗化和溶解的演化规律会对原奥氏体晶粒粗化产生影响。基于Zener的钉扎模型,M₂₃C₆和MX碳化物这种影响被量化。通过计算发现,M₂₃C₆和MX碳化物的粗化和溶解会导致原奥氏体晶界处的钉扎压力逐渐降低。随着钉扎压力的消失,原奥氏体晶界迁移不受影响,原奥氏体体晶粒也迅速粗化。此外,随着高温热循环峰值温度的升高,原奥氏体相含量呈现先增加后减小的趋势,在1000℃处达到最大。M₂₃C₆和MX碳化物粗化和溶解的演化规律也会对原奥氏体相含量变化产生影响。