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高氮奥氏体不锈钢具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，其研究和开发受到国内外的高度重视。因此，研发高氮不锈钢制备工艺及对高氮不锈钢性能进行深入的研究，对于推动我国高氮钢的大规模工业化生产和品种开发意义重大。本论文是国家自然基金委和上海宝钢集团联合资助的重点项目“高氮不锈钢中氮的作用机理及对性能的影响”的一部分。本论文自主研发了具有完备控制系统和安全防护系统的加压电渣重熔炉，并利用该加压电渣重熔炉进行高氮不锈钢的制备，探索合理的加压电渣重熔制备高氮不锈钢工艺。并对高氮奥氏体不锈钢的力学性能、耐腐蚀性能、热塑性能进行了研究。 通过对加压电渣重熔工艺的分析，成功开发出最大压力为7MPa，可熔炼50kg的加压电渣重熔炉，该设备具有完备电源系统、满足加压熔炼的炉体结构、高压水气平衡系统、良好的滑动密封和静密封系统、完备的安全防护系统及计算机控制系统，该设备的研发成功填补了国内加压电渣重熔设备的空白。 使用Z4渣系(63％CaF2-17％CaO-15％Al2O3-2％SiO2-3％MgO)，采用制备复合电极的方式进行加压电渣重熔工艺制备高氮奥氏体不锈钢工艺过程中，采用Si3N4进行氮合金化，在电渣重熔过程中渣池沸腾比较严重，电流波动比较大，且铸锭中Si超标严重，氮合金化效果不理想，电渣锭的表面质量较差。而采用FeCrN进行氮合金化，冶炼过程电流稳定，增氮效果显著，且有利于改善电渣锭的表面质量。在加压电渣重熔制备高氮奥氏体不锈钢过程中，气相中的氮对铸锭氮含量的增加没有显著影响，炉内的熔炼氮压力主要是保证氮化合金中氮进入液态金属，而且抑制氮在高氮奥氏体不锈钢凝固过程中偏析以及形成气孔。在加压电渣重熔制备高氮奥氏体不锈钢的过程中，合理的脱氧制度还需要进一步深入研究。实验结果表明，Z4渣系进行加压电渣重熔实验研究，能满足加压电渣重熔工艺要求。利用FeCrN进行制备复合电极，且使用Z4渣系的加压电渣重熔工艺，制备获得了氮含量分布均匀、组织致密、表面质量优异、无缺陷，且W[C]最高可达1.21％的高氮奥氏体不锈钢电渣锭。 高氮奥氏体不锈钢HNS-A具有高的抗拉强度、屈服强度和良好的塑性。随着横梁移动速度的增加，其抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率降低，而屈服强度提高。Ludwigson方程能很好地描述高氮奥氏体不锈钢HNS-A塑性流变行为。随着横梁移动速度的增加，HNS-A钢的加工硬化指数n1降低。在-196℃～500℃实验温度范围内，高氮奥氏体不锈钢HNS-A的抗拉强度和屈服强度随温度的升高而降低。实验温度在-196℃～300℃范围内，随着温度的升高，断后伸长率增大;当温度超过300℃后，随温度的升高，断后伸长率减小。高氮奥氏体不锈钢HNS-A都存在明显的韧脆性转变现象，高氮奥氏体不锈钢断裂模式的变化规律为:拉长或等轴形韧窝→浅平形韧窝→准解理、解理和韧窝混合型→脆性解理刻面。 高氮奥氏体不锈钢HNS-B热塑性实验结果表明，该高氮奥氏体不锈钢的变形抗力受温度、应变速率和变形程度等因素的影响。温度与变形抗力的对数近似呈线性关系，且随温度的升高，变形抗力下降。应变速率与变形抗力在双对数坐标系中近似呈线性关系;应变速率增大，减少了动态再结晶的发生，变形抗力提高;低应变速率下，硬化和软化两种作用的竞争达到平衡的时间较长，动态再结晶充分，再结晶晶粒较大。在相同变形温度和应变速率下，变形抗力随着变形程度的增加先增大后减小;变形抗力增加的速率，随着变形程度的增加而降低;变形抗力在变形程度增大到一定程度时会减小是因为发生了动态再结晶，软化作用开始大于硬化作用。并建立了变形抗力数学模型和动态再结晶模型，并给出了动态再结晶临界条件分布图，为制定热加工工艺提供了依据。 高氮奥氏体不锈钢HNS-A较316L不锈钢在3.5％NaCl溶液中具有优异的耐点腐蚀性能。随着溶液中Cl-离子浓度增加，HNS-A的腐蚀电流密度增大，点蚀电位略有下降;随着溶液中pH值的下降，HNS-A的腐蚀电流密度增加，点腐蚀电位降低幅度不是很大，且在pH=1溶液中点蚀电位仍高于316L不锈钢在3.5％NaCl溶液中的点蚀电位。因此，HNS-A在高浓度的Cl-或强酸性环境中具有优异的耐点腐蚀性能。降低试样表面的粗糙度，有利于提高HNS-A的耐点腐蚀性能，在650℃～950℃进行时效处理，显著降低了HNS-A的耐点腐蚀性能，延长热处理时间，HNS-A的耐点腐蚀性能降低。 通过电容测量以及Mott-Schottky分析，高氮奥氏体不锈钢HNS-A在不同Cl-离子浓度、不同pH值溶液中形成的钝化膜，呈n型半导体特性，且在溶液pH=5.61、7.02和9.00，以及在3.5％NaCl、10％NaCl溶液中，有两个施主密度。随着溶液pH值降低、Cl-离子浓度升高，施主密度ND1、ND2值增大，平带电位EFB提高，HNS-A钝化膜稳定性下降，耐腐蚀性能降低。 高氮奥氏体不锈钢HNS-A在650℃～850℃温度范围内进行保温2h、空冷的热处理，随着温度的增加，析出量增多，晶间贫铬程度增大，Ir/Ia和Qr/Qa值增大，晶间腐蚀敏感性增强;超过850℃后，随温度的增加，析出量减少，Ir/Ia和Qr/Qa值减小，晶间腐蚀敏感性减弱。在850℃，析出量最大，晶间腐蚀敏感性最强，在850℃，延长热处理时间，析出量继续增大，晶间腐蚀敏感性增强。