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本文以24Mn18Cr3Ni0.62N高氮奥氏体不锈钢为研究对象,研究了24Mn18Cr3Ni0.62N在室温下的拉伸性能,该新型奥氏体不锈钢拉伸时没有明显的屈服平台,力学性能为:σ0.2=525MPa,σb=890MPa,δ=41%,φ=57%。24Mn18Cr3Ni0.62N高氮钢具有很高的强度和优良的塑性,拉伸时形成的滑移带粗大、密集,若金相截面和某（111）γ面平行或接近平行,还可发现具有正三角形的形变组织,拉伸断口为韧性断口,块状夹杂物为裂纹发源地之一,净化材料可以进一步提高材料的抗拉强度。 同时,本文重点研究了24Mn18Cr3Ni0.62N高氮奥氏体不锈钢的拉-拉疲劳性能。分别在233K、293K和423K三个温度下、不同载荷水平下对试样进行疲劳试验,以获得高氮钢的疲劳寿命,并绘制S-N曲线。本文重点分析了σmax为398MPa、477 MPa、588 Mpa和796 MPa时的断口形貌,初步探究其疲劳断裂机理。对疲劳试样断口附近的形变组织进行观察,可知24Mn18Cr3Ni0.62N高氮奥氏体不锈钢室温下为单一的奥氏体组织,存在很多孪晶和层错。在切应力作用下,众多位错发生滑移会产生滑移线。滑移初期只有一个方向的滑移系统占主导地位,只能看到一个方向的滑移带比较明显,其他方向的滑移带只是隐约可见。形变发展的过程中,可以看到出现新方向的滑移带。随着变形量的加大,滑移线逐渐变宽,出现“台阶”现象。宏观断口上可观察到疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区。对断口进行微观分析,在裂纹扩展区可观察到疲劳条带、河流花样、解理台阶、沿晶裂纹,瓦纳线以及二次裂纹。在瞬断区可观察到许多韧窝。同时,对疲劳裂纹萌生的机制和扩展机理作了初步探索。疲劳断裂的微观机理可能是解理断裂和微孔聚集断裂的混合型断裂。利用S-N曲线,研究了高氮钢的拉-拉疲劳性能。用载荷作纵坐标,对应的疲劳寿命做横坐标绘制S-N曲线,得出的S-N曲线呈阶梯下降趋势。利用S-N曲线比较三个温度下高氮钢的疲劳性能,可知当疲劳循环周次Nf<2×105周次时,233K温度下高氮钢24Mn18Cr3Ni0.62N的疲劳性能优于293K和423K时的。当2×105<Nf<1×107时,高氮不锈钢的室温疲劳性能优于低温和高温的。S-N曲线平缓区域对应载荷应力幅约为:233K时405Mpa,293K时378MPa,423K时为382Mpa。由此可知,在此应力幅以下不锈钢试样仍然可发生疲劳断裂,并不存在传统疲劳概念上的“疲劳强度”和无限寿命,按照常规的107周次规定的疲劳强度设计判据是偏于危险的。结合常温拉伸试验的结果,对高氮钢的疲劳寿命进行预测。由实验测出的高氮不锈钢的拉伸应力-应变曲线,可确定材料微元屈服极限服从对数正态分布。经计算与分析,24Mn18Cr3Ni0.62N高氮不锈钢疲劳寿命估算值与实测值吻合较好,误差<20%,初步证明本文中提出的估算高周疲劳寿命的方法是可行的,对高氮不锈钢的疲劳寿命的预测起到一定指导意义。