在目前国际上普遍使用的压力容器钢（A508-Ⅲ）成分的基础上,提高了Cu含量的低合金铁素体钢经880℃保温0.5 h水淬,然后在660℃保温10 h调质处理后,在370℃和400℃进行不同温度的等温热时效处理。利用透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、能谱仪（EDS）和原子探针层析（APT）技术等手段研究了热时效低合金铁素体钢中富Cu原子团簇和合金碳化物的析出演化行为,分析了合金元素在不同热处理状态下对相变的影响以及富Cu低合金铁素体钢中析出相的机构及成分信息,得到的主要结果有:（1）含Cu铁素体钢经400℃时效4000 h后出现了通过调幅分解而形成调制结构,且调幅分解促进了（Fe,Mo）₂C碳化物及富Cu原子团簇的析出。经400℃时效4000 h后,高Mn钢（Mn含量为1.4 at.%）样品只发生了调幅分解而并未出现异类原子偏聚的短程有序化;而低Mn钢（Mn含量为0.66 at.%）样品在时效相变过程中同时存在调幅分解和异类原子偏聚短程有序化两种失稳模式;时效过程中分布在贝氏体铁素体相界处的富C的残余奥氏体发生调幅分解形成富C/Mo区、贫C/Mo区片层状交替排列的亚稳态结构（Fe,Mo）C碳化物,并最终转变成稳定结构的（Fe,Mo）₂C碳化物;（2）含Cu铁素体钢经过400℃时效4000 h时效处理后,钢中的杂质Cu元素会以富Cu原子团簇的形式析出,且Cu原子团簇析出在片层状（Fe,Mo）₂C碳化物内部。且高Mn钢中Cu原子的数量密度小于低Mn钢中Cu原子的数量密度,但高Mn钢中富Cu原子团簇的团簇尺寸大于低Mn钢的富Cu原子尺寸;贝氏体铁素体相界面析出的片层状交替分布的碳化物内部除了富Cu原子团簇的析出还存在明显的Ni和Mn原子的偏聚现象。高Mn钢中Mn和Ni原子主要富集在富Cu原子团簇的内部,而在低Mn钢中,Mn原子依然主要富集在富Cu原子团簇的内部,而Ni原子更倾向于偏聚在富Cu原子团簇与基体的界面处。（3）利用APT技术研究发现,高Mn钢在370℃时效4000 h后,相界处析出了富Cu原子团簇,基体中没有富Cu原子团簇的析出。说明富Cu原子团簇优先在渗碳体的界面处析出并长大,且形核及长大过程中由相界面处的能量起伏提供驱动力;随时效温度的升高,400℃时效4000 h的样品中相界处有碳化物和富Cu团簇的析出,并且在碳化物界面处析出的富Cu团簇跟碳化物之间形成一种“壳层”结构,阻碍富Cu原子团簇的长大。（4）富Cu原子团簇的周围的富Mn和富Ni团簇作为富Cu相的形核点,随着时效过程的进行,富Cu原子团簇在偏聚过程中不断的将中心处的Mn、Ni原子向外排挤,最终会形成富Mn、富Ni原子团簇包裹着富Cu原子团簇的“壳层”结构。