耐候钢是指含有少量的合金元素，在大气中有良好耐侵蚀性的经济型低合金高强度钢。磷是提高钢材耐大气腐蚀性能最好的合金元素之一，通常当耐候钢中磷的含量达到0.08%～0.15%时，它的耐蚀性能最佳，而磷又是容易偏析，形成“冷脆”的残余元素，定性分析随磷含量增加耐候钢中的偏析行为，以及铌对其影响规律对于开发含铌耐候钢具有一定的理论指导意义。通过光学显微镜研究不同P含量对耐候钢室温组织及奥氏体组织的影响；利用Oberhoffer试剂侵蚀剂进行P偏析的侵蚀实验；利用光学显微镜研究了P在钢中的宏观偏析行为以及Nb对磷宏观偏析的影响；通过俄歇电子能谱仪研究了俄歇断口表面P的微观偏析行为；通过夏比冲击试验研究了铌对韧脆转变温度的影响。研究结果表明：随着P含量的增加（0.014%-0.048%-0.092%-0.153%），奥氏体平均晶粒尺寸明显减小，平均截距由24.4um降低到15.7um；室温组织平均晶粒尺寸在P含量为0.092%时达到最小，平均截距为3.4um；铁素体体积分数呈现出先增大（P为0.092%时，铁素体体积分数为69.92%）后趋于平缓的变化趋势。随着P含量的增加（0.014%-0.048%-0.092%-0.153%），条带组织逐渐变宽，偏析越严重；在回火时间为2小时条件下，随着回火温度从450℃到600℃时，磷的偏析越来越严重；在回火温度为550℃条件下，随着回火时间从30min到120min，磷的偏析基本无变化；通过俄歇电子能谱仪对4#钢（含P0.153%）低温脆断断口表面观察，发现P在晶界发生了偏析。在P含量基本保持不变的条件下，当Nb的含量从0增加到0.042%时，钢的韧脆转变温度从-24℃升高到-9.96℃，条带组织逐渐变宽，促进了P的偏析，当Nb的含量继续增加到0.090%时，条带组织基本消失，Nb减弱了P的偏析；