利用热力学软件Thermo-calc计算了00Cr13Ni7Co5Mo4W2马氏体时效不锈钢的析出行为，并通过扫描电镜（SEM）、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SADP)等方法，研究了马氏体时效不锈钢的组织结构；同时运用均匀腐蚀全浸试验和动电位极化实验研究了不同热处理工艺的00Cr13Ni7Co5Mo4W2马氏体时效不锈钢在人工海水中的耐腐蚀性能。热力学计算结果表明：固溶温度高于1050℃时析出相溶解，在时效过程中析出的R相为马氏体时效不锈钢在时效处理过程中的主要强化相，根据热力学计算的结果来确定固溶温度和时效温度。力学性能研究结果表明：00Cr13Ni7Co5Mo4W2马氏体时效不锈钢的最佳热处理工艺为固溶处理1100℃1h，时效处理510℃12h。抗拉强度和屈服强度分别为1550MPa和1430MPa，延伸率和为9.3％。显微组织研究结果表明，00Cr13Ni7Co5Mo4W2马氏体时效不锈钢在固溶处理后，组织为均匀细小的板条马氏体，在时效处理后，其微观组织是纤细的板条马氏体。耐海水腐蚀性能研究结果表明，只单一从耐腐蚀性能方面考虑，最佳的固溶温度为1100℃，时效温度为470℃，时效时间为9h。实际应用中可以根据马氏体时效不锈钢的具体应用情况来确定最佳的热处理工艺，达到优化热处理工艺的目的。