高氮钢中氮作为重要的合金化元素之一,能够很好的改善其力学性能,如屈服强度和抗拉强度,以及抗磨损抗腐蚀性能,而这些有益作用均取决于氮在钢中的存在形式：淬火处理后氮保留在固溶体中或者回火处理后氮均匀析出形成细小的铬氮化物颗粒。如果析出形成氮气孔,就会影响钢锭致密度,降低抗点蚀性能。目前国内外研究高氮钢一般在低压或常压下渗氮或熔炼,而对高压条件下的研究较少。高压冶金作为高氮钢未来发展的重要方向之一,研究高压凝固条件下铸锭的质量尤为重要。高氮钢中固溶氮强烈影响着钢材的力学性能,氮化物形态及含量则影响着其耐磨、耐腐蚀性能。本论文是在高压氮气氛下,对钢液凝固过程中氮的行为及凝固铸锭的组织及氮的分布进行研究分析。运用FactSage热力学软件对Cr12N系合金的高压相图进行了计算,计算结果与高压凝固实验结果吻合。随着氮气压力的提高,氮在凝固初期的最小溶解度和奥氏体中的最大溶解度增大,达到0.6MPa后增速降低。γ和gas+δ相区面积与(?)呈线性关系,1.8MPa下含气相区较0.1MPa缩小90%,凝固过程气体析出将显著减少。高压凝固过程的变化取决于固相、氮化铬和氮气之间的平衡,高压稳定了CrN相,使其首先析出。通过对Cr12N钢的高压凝固模拟计算得出,压力对钢中氮的分布有重要的影响,氮气分压提高,钢中氮的浓度分布更加均匀,并理论分析了随压力的提高,氮的迁移变化机理。钢中氮的分布与溶质分配系数有很大的关系,利用FactSage软件计算了氮在Cr12N凝固过程中的平衡分配系数：k1.0MPa=0.00006T+0.1948, k1.6MPa=0.0002T-0.0068 (ω[C]=0.14%);k1.0MPa=-0.0074T+11.2155, k1.6MPa=-0.0081T+12.1863(ω[C]=0.14%).通过对高压凝固得到的Cr12N钢锭分析得出,高压使沿晶界析出的网状碳化物碎化,奥氏体晶粒细化。随着压力增加,基体固溶氮含量增加,钢中总氮含量增加,同时提高其强度、硬度和耐磨耐蚀性,改善综合性能。低碳时钢锭发生正偏析,高碳时发生负偏析。本题的研究为提高高氮钢铸锭的质量提供重要理论依据。