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热加工具有材料成型和组织调整的双重作用，而组织形态对材料性能有重要影响。因此，通过调整锻造、轧制等热变形加工工艺来控制材料的组织形态，对其最终性能有很大影响。高氮奥氏体不锈钢的热加工性能差，变形过程中容易开裂，研究其高温变形特性，对Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的热加工具有重要意义。
本文采用热模拟机热压缩试验，结合金相观察和扫描电镜分析，对Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的高温热变形行为、显微组织演变及高温变形软化机制进行了研究。建立了该合金的热变形方程，揭示了热变形参数对Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的显微组织演变和软化机制的影响规律。并根据耗散结构理论，基于动态材料模型建立了Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的热加工图，分析了其高温变形特性。得到如下结论：
（1）揭示了变形条件对Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的高温流变应力的影响规律，发现Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢是动态再结晶型合金，是一种对温度和应变速率比较敏感的合金，其流变应力曲线具有应力峰值和流变软化特性。
（2）Mn16Cr22Ni1.6N0.6高氮钢断面收缩率随温度的变化呈现出台阶型的趋势变化，当温度在850℃—900℃时，该钢的塑性一般，断面收缩率略大于55％；当温度在950℃-2250℃时，呈现较好的塑性，塑性又有明显提高，呈现大于64％的断面收缩率，尤其1000℃和1200℃时，断面收缩率很大，ψ分别为68.5％和72.7％；当温度在1250℃-2300℃时，断面收缩率急剧从64.3％下降至0。
（3）揭示了变形条件对显微组织演变的影响：应变速率为0.1s-2，850℃—950℃范围时，为动态回复组织；950℃-2250℃范围时，为动态再结晶组织；在1100℃-2150℃范围内，应变速率为0.1s-2，可以得到再结晶充分、再结晶晶粒均匀细小的组织，该温度热加工性能最佳，且高温区增加变形量起到细化组织的作用。
（4）Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢在变形温度低于1150℃，其峰值流变应力与应变速率呈现幂指数关系；变形温度高于1150℃时，其峰值流变应力与应变速率呈现指数关系，通过对本构方程进行实验验证，得到了较好的回归效果。Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢热变形应力指数n=4.53,热变形激活能Q=546.24KJ，得到了Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的热变形方程：
（5）根据热加工图理论，以动态材料模型为基础建立了Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢的热加工图，并根据这些加工图对Mn16Cr21Ni1.8N0.6高氮钢热变形过程进行分析，结果表明：变形温度在1050℃-2180℃，应变速率在0.01s-2—0.56s-2范围内能量耗散效率达到34％，适宜热加工。40％左右的峰值效率所对应的变形温度为1150℃、应变速率为0.1s-2，该区为完全动态再结晶区，为最佳热加工区域。真应变为0.8的金相组织表明：低温高应变速率（900℃，5.46s-2），其组织没有发生动态再结晶，原始奥氏体晶粒被严重拉长：低温低应变速率（900℃，0.08s-2），为动态回复组织；高温中应变速率（1130℃，0.5s-2），为动态再结晶组织，晶粒等轴性和尺寸均匀性都较好，晶界自然弯曲，且无退火孪晶；高温低应变速率（1150℃，0.08s-2），为动态再结晶的长大组织。