本文采用定向凝固结合热分析、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等手段，系统研究了高钒高速钢材料的凝固过程和金相组织特点，建立了(Fe-5Cr-2Mo-9V)-C的准二元相图。对于V9高钒高速钢，当碳含量低于2.2％时，初生相为δ而非γ相；高于2.7％时，初生相为MC型碳化物。高钒高速钢的低熔点多元共晶转变应为L→(γ+M7C3+M2C)，而非包共晶转变L+MC→γ+M7C3或L+MC→γ+M2C；随着碳含量增加，液相线和共晶转变温度降低；MC型碳化钒由γ枝晶间分布向晶内分布转变。 针对扩展名为BMP的图像文件，利用VB语言开发环境研发出金相定量分析软件，对SEM金相中碳化钒的形态、大小和数量进行定量统计。采用形状因子K，区分出碳化钒的不同典型形态；考察了冷却速度、碳含量对高钒速钢(V9Cr5Mo2)碳化钒形态的影响。结果表明，随着冷却速度的降低或碳含量的增加，碳化钒的形态趋于圆整，形状因子K逐渐增大。当平均冷却速度(从浇铸温度到60℃之间试样的平均降温速度)降至8.5℃/Min时，形状系数K为0.65，属于短秆状(0.502＜K≤0.698)；当碳含量达到4.2％时，碳化钒的形状因子K为0.86，当量直径D为0.78μm，呈团球状均匀分布。 总结了有关碳化钒形态的实验和理论研究。利用晶体学、热力学等相关知识阐述了碳化钒的形核、生长和形态转变机制，分析了不同变质剂的作用及变质机理。碳化钒相的形态取决于生长过程，受多种因素影响。最后对高钒合金碳化钒相的进一步研究提出了几点建议。