高氮钢是近年来随着冶金科技进步出现的一种新型工程材料。著名的高氮钢专家Speidel认为，根据氮在奥氏体不锈钢中的含量，可将含氮奥氏体不锈钢分为控氮型（氮含量0.05%~0.10%①)、中氮型（氮含量0.10%~0.40%)和高氮型（氮含量在0.40%以上），而铁素体、马氏体不锈钢中的氮含量大于0.08%时，便可称为高氮钢。1995年Rashev提出了更为贴切的定义：“高氮钢”是指材料中的实际氮含量超过了在常压下（0.1MPa,1600℃)制备材料所能达到的极限值的钢。同时，研究者也通常把氮含量超过0.40%的奥氏体不锈钢称为“高氮钢”。由于氮元素主要应用在不锈钢中，因此“高氮钢”也称为“高氮不锈钢”。
1. 组织细小
在高氮奥氏体不锈钢中，氮能够阻碍晶界迁移，细化晶粒，也能显著扩大奥氏体相区，抑制或延缓金属间相的析出。在高氮马氏体不锈钢中，氮能抑制钢中粗大碳化物的析出，促进弥散细小氮化物的形成。此外，固溶氮和含氮析出相能够钉扎晶界，细化原始奥氏体晶粒。
2. 高强韧性
固溶氮能引发晶格畸变，产生固溶强化作用；含氮析出相能细化晶粒并阻碍位错滑移，起到细晶强化和析出强化的作用。氮还能提高不锈钢中自由电子的密度，钉扎位错，增强晶格摩擦应力，提高细晶强化的效果。此外，在奥氏体不锈钢中，氮能促进位错的平面滑移，增强其加工硬化能力，提高均匀变形能力及流变应力；在马氏体不锈钢中，氮能提高残余奥氏体含量及其稳定性，增强抵抗裂纹扩展的能力，提高其冲击韧性。因此，高氮不锈钢具有较高的强韧性。
3. 高耐蚀性
固溶氮可以消耗点蚀坑中的H+,改善局部腐蚀环境，促进点蚀坑的再钝化。氮能促进不锈钢钝化膜中铬与钼的富集，同时促进钝化膜及其与金属基体间氮化物的形成，从而改善钝化膜的质量并降低缺陷密度，提高其稳定性和对基体的保护能力。氮能抑制粗大富铬碳化物的析出，减轻不锈钢基体的贫铬，从而降低富铬碳化物析出对耐蚀性的不利影响。此外，氮还能与钢中的钼元素协同改善不锈钢的耐腐蚀性能。
4. 抗疲劳性能优异
氮作为强奥氏体稳定元素，能抑制循环应变过程中形变诱导马氏体的生成。此外，氮在不锈钢中能促进短程有序的形成，进而促进位错的平面滑移，增加位错滑移的可逆性，降低裂尖应力集中程度及塑性累积水平，同时使裂纹发生偏折，促进裂纹的闭合效应，从而延缓疲劳裂纹的扩展。针对高氮马氏体不锈钢，氮能抑制粗大碳化物在原始奥氏体晶界和马氏体板条界析出，改善组织的均匀性，从而增强其接触疲劳性能。
5. 硬度高、耐磨性好
氮的固溶强化、细晶强化和析出强化，能显著提高不锈钢的硬度。在提高不锈钢硬度的基础上，氮也能提高其加工硬化能力，从而增强其耐磨损性能。
6. 抗氢脆性能好
氮具有强稳定奥氏体的作用，能抑制氢诱导马氏体相变；能抑制氢在外加应力作用下向晶格膨胀区的迁移，使该区域难以达到微裂纹产生及生长所需的临界氢浓度，从而抑制裂纹的形成；减缓氢在不锈钢中的扩散，抑制裂纹扩展。此外，氮还能增加氢在不锈钢中的固溶度，从而降低不锈钢的氢脆敏感性。
7. 生物相容性优异
高氮不锈钢是一种以氮代镍的材料，能避免镍离子溶出引起的人体过敏反应。氮加入生物医用不锈钢中，能促进细胞增殖，避免炎症出现，具有优异的组织相容性。同时，提高氮含量能减小不锈钢表面与血液的接触角，提高表面的色散力分量，提升抗血小板黏附能力，延长动态凝血初凝时间，大幅度降低血栓形成风险，使高氮不锈钢具有优异的血液相容性。
8. 低磁导率
氮作为一种强奥氏体形成和稳定化元素，能显著扩大奥氏体相区并稳定奥氏体组织，从而使高氮奥氏体不锈钢保持低的磁导率。
