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相对于传统不锈钢，高氮无镍奥氏体不锈钢同时具有高强度、高塑性、优异的耐疲劳性能、优异的耐局部腐蚀性能和优异的生物相容性等特点，因此作为一种新型生物医用金属材料具有广阔的应用前景。然而，医疗器件的使用环境复杂，则要求医用奥氏体不锈钢在服役条件下仍具备优异的组织稳定性、力学性能以及耐腐蚀性能。本文选择Fe-Cr-Mn-Mo-N高氮无镍奥氏体不锈钢，开展了以下三个方面的研究。（一）研究了高氮钢合金成分与组织的关系，包括分析残余铁素体容易出现的原因，提出能够精确预测组织的新相图和当量公式，并揭示不同相图之间存在差异的原因及其适用范围。（二）研究了室温单向拉伸载荷下不同变形状态的高氮钢的力学行为，以及低温冲击载荷下高氮钢的韧脆转变行为。（三）研究了高氮钢的均匀腐蚀和点腐蚀行为，包括优化高氮钢的耐均匀腐蚀能力，探索消除冷变形对耐点蚀能力不利影响的可能性，并阐明氮在其中的作用机制。得到主要结论如下: （一）根据Fe-Cr-Mn-Mo-N高氮钢的成分与组织的实验研究，并结合热力学计算，发现铸锭中心区域出现的氮的贫化是导致铁素体残余的原因。利用热力学计算数据提出了新的相图和氮当量公式，并且实验结果证明此相图能够准确地预测高氮钢组织。首次发现Mn与Cr、Mo元素间存在强烈的相互作用，是导致以往提出的不同相图间存在差异的原因;同时，相图仅适合于与提出相图时所用钢的Mn含量相近的钢。 （二）根据室温单向拉伸载荷下的真应力-真应变曲线，不同冷变形状态的高氮钢的强度和加工硬化能力与L605合金相当，并且明显优于316L不锈钢。20％冷变形后，高氮钢的塑性明显优于316L不锈钢和L605合金。这与高氮钢冷变形初始阶段的变形方式主要是单滑移和孪生有关。根据夏比冲击功随温度变化曲线，高氮钢表现出典型的低温韧脆转变行为。当氮含量由0.76 wt.％增加至0.92 wt.％时，韧脆转变温度由-60℃降低至-80℃。高氮钢的低温脆性机制与冲击载荷下沿{111}面滑移产生的微裂纹有关。 （三）根据浸泡实验中离子溶出浓度，高氮钢的均匀腐蚀速率明显高于316L不锈钢和L605合金;钝化处理后高氮钢的耐均匀腐蚀能力显著增强并与316L不锈钢相当。根据电化学实验和组织分析，严重塑性变形明显地削弱较低氮含量高氮钢(0.76wt.％)的耐点蚀能力，原因与变形带的产生有关，而这种不利影响在较高氮含量高氮钢(0.92 wt.％)中被完全消除。根据钝化膜成分和半导体性能分析，首次发现氮以短程有序[CrN]的形式富集在氧化铬层中。严重冷变形后较低氮高氮钢的钝化膜质量变差且局部区域氮的富集减弱，而较高氮高氮钢钝化膜质量和氮的富集保持不变。存在与氮富集有关的自修复反应机制，使较高氮高氮钢冷变形后保持了钝化膜的稳定性和耐点蚀能力。