随着人们对健康的重视程度提升,不会造成镍过敏反应的高氮无镍奥氏体不锈钢逐渐在医用植入体、可穿戴设备和医疗器械等领域被广泛应用。其中Fe Cr N奥氏体不锈钢因为不含锰元素,具有比Fe Cr Mn N奥氏体不锈钢更优异的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性,但需要更长的固溶渗氮时间,这限制了其应用。泡沫结构不仅可以解决医用植入体与人骨力学性能不匹配导致的应力屏蔽效应,还有望极大缩短Fe Cr不锈钢的固溶渗氮时间。本文将泡沫结构用于Fe Cr不锈钢的固溶渗氮,制备出能实际应用的高氮无镍奥氏体泡沫不锈钢块体。首先,以430不锈钢粉为原料,通过造孔剂-浸出技术和高真空烧结制备不同孔隙率的泡沫不锈钢;然后,对不同孔隙率的430泡沫不锈钢在不同工艺条件下进行渗氮;最后,通过球磨制备不同Cr含量的泡沫不锈钢,对其进行固溶渗氮和固溶处理。通过XRD、SEM、TEM、XPS、氮分析、孔隙率测试、压缩试验和电化学试验等手段对泡沫不锈钢的结构、组织成分和性能进行分析,揭示孔隙、渗氮工艺、Cr含量和热处理对泡沫不锈钢组织和性能的影响规律。本文的主要研究结果如下:（1）采用不同体积分数的造孔剂制备出孔洞均匀、孔隙率可预测、力学性能优异的430泡沫不锈钢。以尿素作为造孔剂制备出孔隙率为18.33～72.24%的430泡沫不锈钢,发现尿素体积分数φ_c与生坯致密度ρ_r和烧结体积收缩率η存在函数关系,以ρ_r和η作为中间参数,建立了孔隙率的预测模型=^（）+1,并能准确预测泡沫不锈钢尿素体积分数为0～1对应的孔隙率。泡沫不锈钢的晶粒大小和压缩屈服强度随孔隙率的升高而减小,且压缩屈服强度在孔隙率低时比Gibson-Ashby模型的预测值高,但符合模型=,而在孔隙率较高时相对Gibson-Ashby模型偏低。（2）430泡沫不锈钢固溶渗氮得到的显微组织为马氏体,提高渗氮压力可以获得部分残余奥氏体。固溶渗氮得到的组织为板条状高氮马氏体,板条厚度约为0.5μm,其正方度高于高碳马氏体,马氏体组织使泡沫不锈钢的强度大幅提升,但塑性下降;渗氮缓冷得到的组织为Cr₂N+铁素体型珠光体,其中Cr₂N具有六方结构,层片厚度约为30 nm。泡沫结构将渗氮过程转变为多个平板渗氮,使孔隙率为18.33～72.24%的泡沫不锈钢渗氮后的氮含量和组织沿轴向的分布都是均匀的,但提升孔隙率可以提升泡沫不锈钢渗氮后的氮含量。56.23%的孔隙率可以使泡沫不锈钢渗氮5 h便达到最大氮含量,是能兼顾渗氮效率、力学性能和应用的最佳孔隙率。3.046×10⁵ Pa的渗氮压力使泡沫不锈钢中出现更稳定的残余奥氏体组织,塑性得到提升。（3）泡沫不锈钢的Cr含量提升至25 wt.%可以在固溶渗氮后获得单一奥氏体组织,且固溶处理可以大幅提升其力学性能和耐腐蚀性能。Cr含量的提升增加了泡沫不锈钢中氮的最大固溶度,提升了过冷奥氏体的稳定性,使泡沫不锈钢中奥氏体的含量增加,并在Cr含量为25 wt.%获得单一奥氏体组织。氮含量的增加提高了奥氏体的强度,使得力学性能在奥氏体含量增加的同时没有出现显著下降,固溶氮还提升了泡沫不锈钢的耐点蚀能力。固溶处理将奥氏体晶粒细化至5～10μm,使其屈服强度和弹性模量提升了45.63%和59.32%,自腐蚀电位提升了0.3327 V,耐点蚀能力也大幅提高。