马氏体时效钢作为超高强度钢在航空航天、核能、医疗及交通运输等行业发挥越来越关键的作用。是3D打印轻量化设计,节约成本和缩短研发周期等领域应用的关键材料之一。马氏体时效钢的强化主要依赖Co、Mo、Ti、Al等合金元素,其中Co元素与Mo元素之间具有协同强化作用。随着全球Co资源短缺,高强钢的发展将逐渐减少金属Co元素的含量。目前对马氏体时效钢的研究主要集中在时效过程中析出相的演化规律。对于强化元素对组织性能的影响研究也仅限于单一金属元素(Co、Mo、Ti)对组织性能的影响。而Ti含量过高会造成马氏体时效钢塑韧性急剧降低。Ti、Al元素作为马氏体时效钢主要强化元素,对组织性能的耦合影响规律有待研究。本文以18Ni系马氏体时效钢为研究对象,首先通过调控Ti、Al元素含量,研究两种元素含量对铸态组织的影响。而后经过热处理后对力学性能进行测试,发现Ti、Al元素促进铸态组织中残余铁素体体积分数的增大,wt(Ti)=0.7%时,Al元素的加入对钢的强塑性具有提高作用,但当wt(Ti)=1.2%时,Al元素的加入恶化塑性。热处理后强塑性匹配最好的成分为18Ni9Co5Mo0.9Ti0.3Al的新型马氏体时效钢,其铸态室温抗拉强度2050MPa,延伸率4%。针对18Ni9Co5Mo0.9Ti0.3Al新型马氏体时效钢。通过真空气雾化制备了增材制造用粉末,对该合金的激光选区熔化增材制造工艺进行了优化,获得了新成分马氏体时效钢的激光选区熔化优化工艺。当铺粉厚度t=50μm,扫描间距h=0.11mm时,激光功率在300-340W,激光体能量密度在58-70J/mm3之间,激光选区熔化成型试样相对致密度达到99.97%以上。此外,研究发现当横向搭接率30-50%,纵向搭接率70%左右,熔池形貌更加稳定,成型质量更好。在优化激光选区熔化成型工艺基础上,研究了常用热处理工艺对成型件组织和力学性能的影响,发现新成分马氏体时效钢固溶时效热处理后的抗拉强度为2182MPa,延伸率4.8%,洛氏硬度56HRC,其强度和硬度均超过18Ni300钢热处理后标准锻件水平,延伸率达到热处理标准锻件水平。