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本文以C250马氏体时效钢和15-5PH不锈钢为研究对象，使用DIL805A膨胀相变仪、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)以及硬度计等分析测试手段，借助JMA动力学方程、马氏体相变以及金属中的扩散与相变等理论对C250时效钢及15-5PH不锈钢固溶处理过程的固态相变以及随后的马氏体相变、时效转变过程中的固态相变及其时效动力学和15-5PH不锈钢长期中温时效过程中的固态相变、机械性能、硬化行为以及对耐蚀性的影响进行了系统深入的研究和探讨。通过以上研究可以得到：C250时效钢的Ms温度随固溶温度提高而升高，随固溶时间的延长先升高后下降；Mf温度基本保持不变；在900℃固溶时，C250时效钢会发生再结晶，再结晶优先咋晶界处形核；再结晶前马氏体呈衍条状，再结晶后呈板条状；C250时效钢的再结晶是其Ms温度上升的原因，固溶后期Fe2Mo析出相溶入是其Ms温度下降的原因。15-5PH不锈钢的Ms和Mf温度随固溶温度的提高而下降，随固溶时间的延长Ms温度则先下降后上升，而Mf温度保持不变；ε-Cu的溶入是Ms温度下降的主要原因，而NbC的析出是Ms温度上升的主要原因。15-5PH不锈钢固溶处理后存在孪晶，且NbC仍存在，在900℃固溶处理后存在铁素体。对C250时效钢及15-5PH不锈钢进行时效处理，在较低温度时效，硬度随时效时间延长逐渐上升而后保持稳定；在较高温度时效，硬度随时效时间延长逐渐上升到峰值后下降，温度越高，下降程度越显著。时效温度越高，硬度峰值越低，达到峰值时间越短。C250时效钢中Ni3Ti、Fe2Mo得弥散析出是其硬度上升的原因，析出相的熟化以及逆变奥氏体的生成是其硬度下降的原因；15-5PH不锈钢中ε-Cu相的弥散析出是其硬度上升的主要原因，ε-Cu相的熟化及逆变奥氏体的生成是其硬度下降的主要原因。随着时效程度加深，ε-Cu相由球状变成短棒状，时效温度达到550℃时逆变奥氏体，在550℃分布在马氏体板条界，在580℃时效，基体中也出现逆变奥氏体。对两种钢时效动力学进行计算，C250马氏体时效钢的Avrami指数为0.36，时效激活能为41kJ/mol；15-5PH不锈钢的的Avrami指数为0.613，时效激活能为256kJ/mol。对15-5PH不锈钢进行长期中温时效，随着时效时间的延长，ε-Cu相逐渐析出、长大并熟化，NbC相也逐渐长大，逆变奥氏体数量增多，马氏体发生spinodal反应逐渐分解为富Cr相和富Fe相。随着时效时间延长，抗拉强度先升高后下降，延伸率及断面收缩率先下降后上升，冲击吸收功逐渐下降，15-5PH不锈钢由韧断转变为脆断；硬度先上升后下降；耐蚀性能下降。时效过程中析出相的变化，逆变奥氏体的增多，spinodal反应进行等综合作用是造成以上机械性能及耐蚀性能变化的原因。