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高氮奥氏体不锈钢由于其优良的力学性能、较低的生产成本、良好的耐蚀性能在现代油气钻采,尤其是无磁钻铤方面得到了广泛的应用。目前,我国无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢的主要牌号为W1813N与N1310B。随着合金化理论的不断发展和钻探深度的不断提高,其在使用过程中出现了严重的强度不足和晶间腐蚀,已经无法满足现代超深度钻井中经常遇到的高温、高压、强腐蚀性环境。因此开展新型无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢的研究很有必要。基于P530的成分,本文首先采用热力学计算软件计算了高氮奥氏体不锈钢中关键合金元素对其奥氏体相区、析出相相区、氮固溶度的影响规律。根据热力学计算结果,提出实验钢设计成分,并冶炼得到符合试验钢设计成分的实验钢。对Cr=16.15%的实验钢在不同时效条件下的析出相进行观察。结果表明:实验钢的析出敏感温度约为750℃850℃,时效30min时就可以明显观察到晶界处产生的析出相,时效2h后析出相数量急剧增多,尺寸变大,并出现了向晶内生长的趋势。变形明显促进了析出相的产生,变形后保温1min的实验钢晶界处就有较多析出相的产生。采用扫描电镜、透射电镜确定析出相为Cr23C6。对不同变形条件下的实验钢进行力学性能测试。结果表明:实验钢的力学性能随变形温度的降低、变形量的升高、氮含量的升高逐渐升高,塑韧性逐渐下降。温变形后实验钢的力学性能与塑韧性明显达到无磁钻铤用材料的标准。变形温度为600℃,变形量为20%的Cr=16.15%的实验钢其性能指标为Rp0.2=1102.0MPa,Rm=1231.7MPa,A=24%,Akv=50J,布氏硬度=380.3HB,明显高于P530的性能。不同变形条件下实验钢的磁导率结果表明:实验钢磁导率基本在1.005附近,低于无磁钻铤用材料的磁导率标准。随Ni当量/Cr当量的升高,实验钢磁导率逐渐降低,变形温度与变形量对实验钢磁导率的影响不是很大,但是变形过程中温度控制不合理导致析出相产生会使材料的磁导率升高。采用硫酸-硫酸铜法和EPR法对实验钢耐蚀性能进行了检测。结果表明:实验钢耐晶间腐蚀性能良好,只有变形温度为600℃的Cr=14.23%的实验钢表面产生了晶间腐蚀裂纹;EPR结果表明,随着不锈钢中铬、氮含量的升高,其再活化率逐渐降低,并且普遍低于5%,说明实验钢发生晶间腐蚀的倾向较低,耐蚀性能优良。