本发明属于冶金生产工艺技术领域，具体为一种提升2.3GPa级纳米析出强化型18Ni(350)马氏体时效钢室温冲击韧性的热处理方法，满足用户对不同规格锻造材料力学性能的技术需求。热处理方法包括按顺序设置的固溶热处理、循环相变热处理和时效热处理，其中：循环相变热处理包括快速升温、短时保温和水淬处理工序三个步骤，并重复循环两次以上，使得合金元素完全固溶于铁基体中，并增加基体中的残余奥氏体含量。采用本发明热处理方法能够在保证2.3GPa强度等级的前提下，显著提升材料的室温冲击韧性，从而获得良好的综合力学性能。