高碳马氏体不锈钢具有高硬度,良好耐磨性以及一定耐蚀性,已成为高端刀具的主要原材料。我国五金刀剪产业面临转型升级的战略需求,高端刀具用钢市场容量及潜在需求量大。然而国内的刀具用钢品种较少,目前高端刀具用钢主要依靠进口。原因在于国内刀具用高碳马氏体不锈钢的相关研究缺乏系统性,高品质刀具的创新力度不足,因此亟需开展各类高碳马氏体不锈钢的组织与性能关系的系统研究,进而为国内刀具用钢产品性能优化与新产品开发提供数据和理论支撑,促进我国刀具产业的快速发展。本论文在系统研究5Cr15Mo V、7Cr17Mo V、9Cr14Mo V以及9Cr18Mo V四种高端刀具用高碳马氏体不锈钢的微观组织与性能并重点分析碳化物溶解对性能的影响基础上,以5Cr15Mo V和9Cr18Mo V为参照系,对自主研发的新型刀具用马氏体不锈钢6Cr16Mo MA(751M)的微观组织、力学性能及应用相关的耐磨性、耐蚀性以及抗菌性进行了研究。获得如下主要研究结果:(1)四种高碳马氏体不锈钢的微观组织和力学性能的系统分析发现,钢的力学性能和其碳化物的溶解密切相关,大致可分为三阶段:(i)小尺寸(<0.5μm)碳化物快速溶解,马氏体基体的强化作用大于残余奥氏体量增加导致的软化作用,材料硬度明显增加;(ii)较大尺寸(<1μm)碳化物的溶解占主导时残余奥氏体量增大,材料的冲击韧性提高;(iii)大尺寸(>1μm)碳化物开始溶解使得残余奥氏体量进一步增多,软化作用增强,在保持较高韧性的同时硬度明显下降。(2)研究了高碳马氏体不锈钢中碳化物的溶解行为。通过对比不同尺寸碳化物的Cr/Fe(wt.%)及含量、尺寸、分布等组织特征变化,发现在较低奥氏体化温度时,由于碳化物的溶解行为和其组成元素的扩散距离、碳化物/基体的界面能及其溶解方向性等相关,小尺寸碳化物更易溶解。(3)研究了自主研发的751M的组织和性能的关系。相较于5Cr15Mo V和9Cr18Mo V,751M在高硬度下仍具有优良的冲击韧性。此外,751M中细小和分布均匀的碳化物赋予其较高的硬度和优良耐磨性。腐蚀性能对比研究发现,751M具有最小的腐蚀电流密度、最高的点蚀电位和最低的盐雾腐蚀速率。751M中的Ag元素赋予其优异的抗菌性能,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌和铜绿假单胞菌的抗菌率均达99%以上。表明自主研发的751M高碳马氏体不锈钢更适合于高端刀具的生产。(4)为进一步改善751M的性能,探索研究了循环退火及热变形等工艺技术对其组织的调控效果。