中文摘要：

高氮不锈钢是一种资源节约、环境友好性先进材料。粉末冶金高氮不锈钢材料具有晶粒细小、组织结构均匀的特点，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。本项目拟开展粉末冶金高氮不锈钢材料制备过程中氮的迁移规律及其对材料组织结构和性能影响的研究。探索雾化制粉过程中氮的溶解、逸出热力学和动力学规律以及氮过饱和金属熔体的非稳态行为，揭示热等静压和热处理过程氮的赋存形态、迁移规律及其对材料组织结构和性能的影响规律。为粉末冶金高氮不锈钢材料的工业化制备奠定基础，推动粉末冶金技术的发展。

结论摘要：

我国正处于国民经济快速发展时期，对性能高、资源节约和环境友好的高氮不锈钢材料尤其是粉末冶金高氮不锈钢材料提出了巨大需求，但我国粉末冶金高氮不锈钢材料的研究还处于起步阶段，与世界先进水平相比还有较大差距。通过开展粉末冶金高氮不锈钢的研究，尤其是粉末冶金高氮不锈钢制备过程中氮的迁移规律及氮对材料组织结构和性能的影响规律研究，对促进我国粉末冶金高氮不锈钢材料的工业化制备技术的发展，具有非常重要的意义。课题开发了一种新型的高氮无镍奥氏体医用不锈钢17Cr12Mn2Mo和一种高性能低成本的高氮超级奥氏体不锈钢28Cr6Mn2Mo10Ni并利用Thermal-Calc软件分析了两种钢的相组成及相转变规律。以两种钢为实验钢，通过理论分析与实验相结合的方法，探讨熔炼过程中氮的溶解与析出行为，并对钢液中氮的平衡溶解度、氮气泡形核、氮气泡的上浮速度及氮气泡的长大速度进行了理论计算，从而推算出过饱和钢液中氮的逸出动力学数学模型。通过理论计算建立了17Cr12Mn2Mo高氮无镍不锈钢及28Cr6Mn2Mo10Ni高氮超级不锈钢中FeCrN合金的溶解动力学数学模型，计算出钢液中氮含量的变化。实验采用高压氮气雾化法，制备出氮含量为0.3～0.6wt%的高氮无镍不锈钢粉末和氮含量为0.6～1.0wt％的高氮超级奥氏体不锈钢粉末。分析显示，粉末中没有观察到有氮化物相的析出。当粉末组织为单一奥氏体时，氮元素分布均匀；当粉末中存在奥氏体与铁素体两相时，氮元素分布不均匀，奥氏体中的氮含量远高于铁素体中氮含量。高氮不锈钢中，随着氮含量增加，抗拉强度Rm及屈服强度Rp0.2不断提高。热处理后，高氮无镍不锈钢抗拉强度及屈服强度略微降低，W1钢塑韧性明显提高，W2钢塑性下降，韧性略微增加，W3钢塑性提高，韧性变化不大。热处理后，Y1-Y3的抗拉强度略微提高，屈服强度略微降低，韧性得到明显提高。 Y4及Y5抗拉强度略微增加，屈服强度降低，但塑性和韧性却明显提高，材料从HIP态的明显脆性断裂向热处理态的韧性断裂转变。高氮超级奥氏体不锈钢经热处理后，Cr2N及σ相分解并重溶于奥氏体基体中。在时效热处理过程中，Y4钢先析出块状σ相，随后析出氮化物及σ相。在同一相中，元素的分布相对均匀，但在不同相中，元素分布是不均匀的，基体奥氏体中的N、Mn、Ni含量高，σ相中Cr、Mo含量高。含氮珠光体中N、