近年来,马氏体耐热钢以其较良好的力学性能及较低廉的价格,常被用作火电机组等高温关键部件的制造。高温部件的工作环境温度高、应力大,易造成失效,提高马氏体耐热钢性能成为提高其工作效率及服役寿命的关键。为满足更高温、高强度的工业使用要求,近年来通过改善马氏体耐热钢组织来提高其性能一直是研究热点之一。本文以提高马氏体耐热钢综合性能为目的,对试样进行热力学模拟后,又进行了淬火、回火、固溶等热处理。采用OM、SEM、EDS及XRD等对微观组织进行了定性、定量分析,并对力学性能进行了研究。主要研究内容及结果如下:（1）利用热力学软件对温度-相组成图及主要析出相进行了模拟分析:试样理论A₁和A₃温度分别为821℃和923℃,且具有较宽的单相奥氏体相区;主要析出相为M₂₃C₆、laves相和MX相,MX相溶点高且成分稳定,可对基体起到强化作用。（2）研究了950¹070℃淬火+740℃回火后试样的组织与性能:淬火温度升高,组织由铁素体及弥散分布的碳化物,转变为保持马氏体位向的回火索氏体,高于1040℃淬火后组织粗化;基体中M₂₃C₆相在1040℃淬火时完全溶解,回火后基体中析出渗碳体及新的M₂₃C₆相;δ铁素体在1010℃淬火时生成,回火后其晶粒内部析出MX相及小尺寸M₂₃C₆相、晶界析出较大的M₂₃C₆相、周围形成微孔;淬火温度升高,试样强度硬度上升,塑性下降,试验中最佳工艺为1040℃淬火+740℃回火,R.、R和A分别达570.7MPa、782.1 MPa和20%,综合性能较高。（3）研究了1040℃淬火+650⁷70℃回火后试样的组织与性能:回火温度升高,组织由保持马氏体位向的回火索氏体,逐渐转变为等轴晶并在770℃时粗化;基体中碳化物小颗粒溶解、大颗粒长大,770℃时粗化的碳化物沿原奥氏体晶界分布;δ铁素体晶界先析出M₂₃C₆,随后内部陆续析出MX相及小颗粒M₂₃C₆,使其尺寸变小、颜色变深、周围微孔增多;回火温度升高,强度硬度下降,塑性上升,试验中最佳工艺为1040℃淬火+680℃回火,R.、R和A分别达706.2 MPa、874.0 MPa和16%,综合性能较高。（4）研究了1040℃淬火+650℃回火再1040℃固溶1⁹h后试样的组织与性能:固溶时间越长δ铁素体转变量越多,固溶9h后,δ铁素体条状分布形态消失,珠光体分布均匀,各相成分趋于一致;固溶3 h后基体得到强化,使硬度和常温抗拉强度较高,分别稳定在38 HRC和1350 MPa左右;试样400℃拉伸时抗拉强度约1410 MPa,与相同固溶工艺下的室温抗拉强度接近,试样试验温度下的高温力学性能较强。