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作为W-Mo系高速钢的典型代表，M2高速钢具有优异的力学性能并广泛用于制造各种切削刀具和高载荷模具。然而，传统M2高速钢中碳化物尺寸粗大、分布不均匀等问题严重制约了M2高速钢的应用。本文对M2高速钢进行氮与稀土复合变质处理，采用热力学计算、DSC、金相、SEM、EDS、XRD、TEM、电解萃取等方法，研究了含氮与稀土铸态M2高速钢中碳化物的组织特性及其在加热与热变形过程中的变化，分析讨论了氮与稀土的复合添加对碳化物特性的影响规律。取得如下主要研究结果：（1）平衡状态下含氮与稀土M2高速钢凝固过程中主要经历L→δ与L→MN的匀晶反应，L+δ→γ的包晶反应以及L→γ+MxC的共晶反应；铸态组织中的碳化物主要通过12061249°C的共晶反应形成。（2）含氮与稀土M2高速钢中的碳化物多呈网状分布，平均网格尺寸为56.3μm。铸态组织中的碳化物主要由M2C、M（CN）及少量M6C组成，三种碳化物的相对含量分别为：58.5%、30.3%和11.2%；MC多为块状及长条状，主要由V与C组成；M2C多为不规则层片状，片层间距在12μm之间，主要由W、Mo、Cr、C组成；M6C呈典型的鱼骨状，主要由Fe、W、Mo、C组成。（3）含氮与稀土M2高速钢铸态组织中的碳化物在加热过程中会发生M2C+γ（Fe）→M6C+MC的分解反应以及M6C与MC的断网、球化及溶解；在1100°C保温60min，M2C分解完全；提高加热温度及延长保温时间均可促进碳化物的分解和球化，在1200°C以上碳化物的溶解较快。（4）热变形过程不改变含氮与稀土M2高速钢铸态组织中的碳化物类型，但可使其破碎、细化，在1100°C以0.1s-1的变形速率进行热变形，变形量达到75%以上时细化效果非常明显。（5）氮与稀土的复合加入，使M2高速钢在高温阶段形成以VN为主的氮化物，同时降低了δ铁素体的析出温度（约9°C），提高了包晶反应的开始温度（约15°C），而且促进了M6C的形成，增加了M2C的不规则程度，缩小了其层片间距，降低了其热稳定性。（6）氮与稀土的复合加入，改善了网状碳化物的分布，使碳化物平均网格间距从98.3μm下降到53.6μm，而且还提高了M2高速钢的回火硬度及红硬性。经1200°C淬火及560°C回火处理，含氮与稀土M2高速钢的硬度达到66.5HRC，较原始M2提高3.21%，红硬性达到52.3HRC，提高2.83%。