采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和物理化学相分析等方法研究了不同Nb含量的25CrNiMoV (DZ2)高速铁路车桥钢的组织、析出相及性能。结果表明:25CrNiMoV钢添加0.026 Nb和0.039 wt.% Nb后,原奥氏体晶粒尺寸分别由20.5 μm和14.2 μm减小到10.8 μm;回火马氏体块宽分别从1.91 μ m细化到1.72 μ m和1.60 μ m。25CrNiMoV钢中mc型析出相主要为VC, Nb微合金化后(Nb,V)C逐渐析出,且析出相数量随Nb含量的增加而增加。通过强化机理分析,发现晶粒细化强化是提高强度的主要途径。随着Nb含量的增加,屈服强度的提高主要是由于析出强化、晶粒细化强化和位错强化的显著增加。