表9.70和表9.71分别列出了一些典型高氮奥氏体不锈钢的化学成分及其力学性能。
在固溶处理或退火状态下，高氮奥氏体不锈钢的屈服强度和抗拉强度超出传统钢200％～300％。氮增加强度的原因有固溶强化、对层错能的影响、沉淀析出强化、有序强化等。
高氮钢晶体结构一个主要特点是自由电子浓度的增加，提高了原子间金属键键合，使电子在晶体结构中的分布更均匀。因此，位错滑移时并不减弱或者破坏原子间结合，使材料具有高的强度和高的断裂韧性，但氮含量高于0.5％时，因原子间金属键键合下降而不利于韧性。
在奥氏体钢中，氮原子与位错的结合能高于碳原子与位错的结合能，而且这种结合能随氮含量的增加而增加，因此氮原子比碳原子更能有效地阻塞位错。
实验证明，氮与碳不同，其在晶界的偏析倾向不明显，氮和晶界的亲和力很弱。这可以解释高氮钢为何具有良好的耐晶间腐蚀性能和高温力学性能。
在铁基固溶体中，氮原子与邻近置换型合金元素倾向于金属键结合，有助于短程有序，这有利于合金元素更均匀地分布，增加了奥氏体的稳定性，抑制了沉淀析出和发生腐蚀。
大多数试验结果认为，奥氏体钢中添加氮会降低层错能。在含氮奥氏体不锈钢的形变过程中，氮促进平面滑移，这是由于层错能低，能阻止位错攀移出滑移面。
添加氮之后，会对奥氏体不锈钢的沉淀析出行为产生很大的影响。通常，氮使M23C6型碳化物析出的时间变得更长，因为氮在这类碳化物中通常是不可溶的，从而推迟碳化物的形核，降低其形成速率。氮也降低碳原子和铬原子的扩散能力，推迟碳化物的过时效，但钢中的氮含量太高会导致氮化物Cr2N的沉淀析出。
含碳的奥氏体不锈钢在温度降至-269℃时，其屈服强度升高不多，而高氮钢的屈服强度则随温度的降低而显著提高。如果在23℃时含氮钢的屈服强度较含碳钢高出23％，则在-269℃时含氮钢的屈服强度则较含碳钢高出300％。因此，高氮奥氏体不锈钢可用于制作超导磁体的外壳，但应注意，高氮奥氏体不锈钢在低温时会出现韧脆转变温度，如果高氮奥氏体不锈钢中加入适量的Mo和Ni则可以改善低温时钢的韧性，同时降低钢的屈服强度。
冷变形是提高奥氏体不锈钢强度的有效手段，其效果远高于固溶强化。冷变形对于高氮奥氏体不锈钢的强化效果尤为显著。例如，在Fe-18Cr-（7～18）Mn-N合金中，在含氮1.07％和冷变形量为50％时， 可使钢的屈服强度超过2000MPa。氮还增加钢的形变强化率，但对钢的形变强化指数n的影响较小。
在奥氏体不锈钢中加入氮可以显著地提高奥氏体的稳定性，有效地抑制在变形过程中a'和ε（hcp）马氏体的形成，甚至在低温时也不会出现a'马氏体。
在高氮奥氏体不锈钢中的固溶氮含量可以高达约1％，当加热温度达到600～1050℃时，钢变得不稳定而析出氮化物。如果钢中不含强氮化物形成元素Ti、Nb、V时，主要析出的是Cr2N，有时还析出其他金属间化合物。图9.97为一种高氮奥氏体不锈钢的TTP曲线。
当全部氮原子间隙固溶于奥氏体中时，钢显示出良好的强度和韧性，但当有氮化物析出时，将导致钢的脆性出现，特别是在晶界和亚晶界析出的氮化物对钢的冲击韧性和动态应变的塑性十分有害，但对钢的屈服强度和抗拉强度的影响较小。
关于氮元素对不锈钢耐蚀性能的影响在9.5.2、9.6.2.3等节中已有论述，但高氮奥氏体不锈钢中氮对耐蚀性能的影响报道较少。
