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本文对高氮奥氏体不锈钢中组织状态及氮含量影响材料性能的机制进行了系统研究。基于Mn18Cr18N及0Cr21Ni6Mn9N两系高氮钢，通过系列热处理实验对微观组织进行了控制，研究了组织对力学性能的影响，用光学金相、扫描电镜等显微手段分析了拉伸变形后微观组织的演化、拉伸与冲击断口形貌，探讨了组织状态影响力学性能的机理；采用维氏硬度仪对不同氮含量抛光态试样打微压痕，通过显微观测手段观察分析了压痕周围滑移带形貌，研究了氮影响材料性能及变形行为的微观机制。基于冷胀变形态Mn18Cr18N护环钢的固溶/再结晶退火实验结果显示冷变形态Mn18Cr18N钢在950-1150℃温区可发生再结晶及晶粒长大，1050℃可提供适宜的晶粒长大热力学/动力学条件，获得尺寸均匀的6级晶粒度组织；退火态Mn18Cr18N试样晶粒度由7级降至3级，维氏硬度由280降至260，冲击功由3.35J·mm-2增至3.92J·mm-2，Mn18Cr18N钢基体具有高韧性特质，晶界在硬度及韧性方面不起主导性作用；1050℃左右保温大于1h，Mn18Cr18N钢屈服强度可降至500MPa以下，面缩率高于60%，Mn18Cr18N钢强度及塑性可为冷变形提供有利工艺条件。硬度压痕周边滑移带、冲击与拉伸断口、拉伸样断口附近纵剖面变形组织显微观察结果说明Mn18Cr18N钢细晶强化机制符合“Cottrell位错塞积理论”及“加工硬化理论”；冲击断口未显示出脆断迹象，拉伸断口上的硬脆性碳氮化物碎裂未致塑性恶化，Mn18Cr18N护环钢裂纹相容性优良；共格退火孪晶界对位错滑移变形有阻碍作用，退火孪晶对Mn18Cr18N钢有强化效果。晶粒尺寸相近氮含量分别为0.26%、0.28%及0.29%的0Cr21Ni6Mn9N试样维氏硬度测试实验结果显示，随氮含量的增加硬度升高，氮的固溶强化作用明显；随氮含量的增加硬度压痕周边滑移带变的细小密集，向外传递的区域变小，氮促进短程有序程度及增加晶界释放位错数量是其强化0Cr21Ni6Mn9N钢的原因。