超级马氏体不锈钢由于焊接性好、强度高、耐腐性和塑韧性好,被广泛应用于石油管道、水轮机、水利工程等方面。超级马氏体不锈钢的传统热处理工艺是淬火和回火,塑韧性优良但强度不足,因此,本文提出用淬火-配分（Q&P）工艺来提高超级马氏体不锈钢的综合力学性能。本文以0Cr13Ni5MoN、0Cr13Ni5MoCuN这两种超级马氏体不锈钢为研究材料,并借助LSCM、XRD、TEM、EBSD等显微组织表征手段和拉伸试验、冲击试验、硬度试验等力学测试方法,探索从奥氏体化温度、淬火中止温度、配分温度和配分时间四个方面研究淬火-配分处理工艺对超级马氏体不锈钢显微组织和综合力学性能的影响,确定获得最佳综合力学性能的Q&P处理工艺。本文研究结果如下:1.超级马氏体不锈钢在淬火-配分热处理之后,显微组织均为马氏体+奥氏体混合组织。不同工艺的Q&P热处理,导致马氏体和奥氏体这两种组织所占比例有所不同,并且马氏体组织有板条马氏体和孪晶马氏体两种,奥氏体组织含有长条状和块状两种形态。2.奥氏体化温度、淬火中止温度、配分温度和配分时间都会对组织与性能产生重要的影响。奥氏体化温度影响碳氮化物的溶解程度,进而影响奥氏体的Ms温度;淬火中止温度会决定一次板条马氏体的含量,影响残留奥氏体的形貌和体积分数。配分温度和时间会影响碳氮原子的扩散,进而影响奥氏体的稳定性和最终奥氏体的含量。3.0Cr13Ni5MoN钢最佳性能的淬火-配分热处理工艺:奥氏体化温度950℃,保温时间30min,淬火中止温度30℃,配分温度480℃,保温时间60min,在此淬火-配分热处理工艺下,0Cr13Ni5MoN钢屈服强度1037MPa、抗拉强度1346MPa,延伸率达到25.9%,冲击吸收功75J,强塑积达到34861MPa%,取得了良好的综合机械性能。4.0Cr13Ni5MoCuN钢最佳性能的淬火-配分热处理工艺:奥氏体化温度960℃,保温时间30min,淬火中止温度20℃,配分温度480℃,保温时间60min,在此淬火-配分热处理工艺下,0Cr13Ni5MoCuN钢屈服强度1103MPa、抗拉强度1396MPa,延伸率达到25.5%,冲击吸收功80J,强塑积达到35598MPa%,取得了良好的综合机械性能。5.实验钢加入Cu元素,屈服强度和抗拉强度得到提高,塑韧性保持不变。分析其原因是,淬火结束之后,Cu原子固溶于板条马氏体和残余奥氏体组织中。而在配分过程中,Cu原子能够析出纳米级ε-Cu的沉淀相起到强化作用,但是增加幅度不是很大,这与所加入的合金Cu元素含量低有关。