激光金属沉积（LMD）技术作为一种新兴的激光增材制造技术,具备快速制造和个性化定制以及高的资源利用率等传统工艺无法达到的优势。本论文通过选取18Ni-300马氏体时效钢（简称MS）作为研究对象,从激光和热处理工艺改进和优化、成分设计等方面对LMD成型MS合金材料及其复合材料进行系统地研究,以改善其组织结构和力学性能。激光工艺参数优化发现最优激光能量密度约为90 J/mm2,此时试样致密度达99.98%。根据相转变温度分析,确定了具体时效（AT）和固溶时效（ST+AT）两种合理的热处理温度和时间。然后通过密度测试、微观形貌和成分分析、相结构和相转变分析、显微硬度测试、摩擦磨损测试和电化学测试对制备的样品的显微组织和性能进行细致地研究和分析。MS马氏体时效钢显微组织是以等轴晶和胞状晶组织为主。LMD成型MS马氏体时效钢主要含大量的马氏体和少量的残余奥氏体。采用LMD技术制备MS+Al金属基合金材料。当Al不超过6 at.%时,试样微观组织为良好细小的等轴树枝晶。当含量到达12 at.%,基体中出现了大量针状和块状马氏体组织,导致MS+12 at.%Al性能有所下降。随着Al的添加,试样中的残余奥氏体逐渐减少,Ni3Al金属间化合物的析出增加,促进晶粒细化。通过细晶强化、晶界强化、位错强化和Orowan强化增强了强度、硬度和耐磨性。因此硬度从MS的312HV上升到MS+12at.%Al的514HV。其耐磨性也得到了提高,MS+6at.%Al试样具有最好的耐磨性,提高了 137%。MS+6 at.%Al试样具有最好的耐蚀性,其腐蚀电流为4.082 μA/cm2,相比于MS,腐蚀电流降低了 115%。MS+6 at.%Al时效处理后,组织中出现大量Ni3（Ti,Mo,Al）析出相,马氏体基体中出现第二相强化析出,晶粒细化。与沉积态（AF）试样相比,热处理后的试样硬度和耐磨性均有显著提高。硬度和耐磨性最高的试样为460℃ AT,硬度为638 HV,磨损率为1.75 ×10-6 mm3/Nm,硬度和耐磨性分别比AF试样高68%和118%。与AF试样相比,AT试样的耐蚀性明显降低,这是由于析出相与马氏体基体之间形成了原电池,导致基体在NaCl溶液中的腐蚀倾向更大,腐蚀速率加快。用LMD制备的MS+H13复合材料的微观组织由马氏体、残余奥氏体、碳化物和金属间化合物组成。随着H13质量分数的逐渐增加,试样的显微组织由等轴晶向柱状晶转变。同时显微组织中出现明显的碳化物析出和聚集,因此试样硬度从MS的312 HV急剧增加到H13的558 HV。同时复合材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能有明显的提高。50%MS+50%H13试样表现为很好的耐磨性,其磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损混合形式。另外,Cr含量的提高有助于在电化学腐蚀过程当中在试样表面形成致密氧化层,从而提高试样的耐腐蚀性能,75%MS+25%H13和50%MS+50%H13具有较低的腐蚀电流,分别为3.479μA/cm2和3.576μA/cm2。相比MS,降低1.5倍。与沉积态50%MS+50%H13试样相比,热处理后的试样硬度和耐磨性均有显著提高。此外,AT试样的硬度和耐磨性均高于ST+AT试样。这是由于可能与应力消除作用和轻微的组织粗化有关。此外,应该考虑的是,在LMD过程中可能发生了原位热处理,这可能导致了共格沉淀或原子聚集在溶质富区,这些可能已经在固溶处理中被溶解。460℃ AT具有最高的硬度为639 HV,520℃ AT具有最高的耐磨性,磨损率为1.42× 10-6 mm3/Nm。而热处理后试样的耐蚀性明显降低,这是AF试样在腐蚀初期表面形成了一层钝化膜,有效地阻碍了腐蚀的进行,提高了试样的耐腐蚀性。而热处理后的试样由于晶粒细化并且基体中存在大量细小致密的板条马氏体组织,为点蚀提供很好的形核点,所以腐蚀性能变差。