高锰无磁钢具有无磁性,良好的力学性能,广泛应用于电力电气、轨道交通以及高新技术等领域。工业上一般通过精密铸造法生产,但铸造工艺很难满足高精度、大批量复杂零件的生产要求。本文通过粉末冶金法,采用Fe-18Mn-0.6C预合金粉末制备高锰无磁钢材料,通过添加不同成分的C-x Fe2O3活化剂提高材料的力学性能并研究其助烧机理;通过添加不同成分的铜粉提高材料的密度以及研究铜的致密化机理;同时利用高锰无磁钢无磁性,较好的生物相容性的特点,探究了粉末冶金Fe-18Mn-C-x Cu高锰无磁钢的降解行为以及生物性能,拓宽了其应用领域,对于可降解抑菌的植入材料提供一个新的方向。本文通过添加不同Fe2O3质量分数的C-xFe2O3活化剂,探究了微细Fe2O3粉末对粉末冶金高锰无磁钢组织和性能的影响。结果表明:Fe2O3对Fe-18Mn-C-3Cu高锰无磁钢材料的磁性影响不大,表现为顺磁性,并且在一定的程度上有所降低。随着微细Fe2O3含量的增加,材料的密度,抗拉强度和伸长率都呈现先增加后降低的趋势,并且当Fe2O3的质量分数为0.4%时,有最优的力学性能,密度为7.20 g/cm~3,致密度为94%,抗拉强度和伸长率分别为581 MPa和8.1%。同时微细Fe2O3在烧结过程中被还原,消耗了一定的活性氧,阻碍了Mn元素的扩散以及Mn的氧化物的形成。在得到最佳活化剂的基础上,通过添加不同含量的铜粉,探究了Cu对高锰无磁钢组织和性能的影响以及致密化机理。结果表明,粉末冶金Fe-18Mn-C-x Cu高锰无磁钢材料同样表现为顺磁性,当铜含量在3 wt.%～6 wt.%时,烧结过程为瞬时液相烧结,这个过程不会有铜相析出,其密度变化不大,也不会引起晶粒的长大。而铜含量在9wt.%～12wt.%时,烧结过程为持续液相烧结,这个过程有大量的铜相析出,孔隙被填充,其密度迅速增加,但这个过程中晶粒会迅速粗化和长大。其中Fe-18Mn-C-3Cu有最高的抗拉强度,为581 MPa,Fe-18Mn-C-6Cu的延伸率最好,为10%。密度和致密度最高的为含铜量为12 wt.%样品,为7.67 g/cm~3和97.36%。本文制备了在1175℃温度下烧结的Fe-18Mn-C-xCu合金,并与纯铁作对比,探究了其降解行为和生物性能。结果表明:相对于纯铁而言,粉末冶金Fe-18Mn-C-x Cu高锰无磁钢材料具有更高的强度,更好的支撑作用。同时材料呈现出顺磁性,有良好的核磁共振兼容性。电化学腐蚀和浸泡实验表明,粉末冶金Fe-18Mn-C-x Cu高锰无磁钢材料的降解速率比纯铁快,随着铜含量的增加,降解速率降低,其中Fe-18Mn-C-0Cu具有最快的降解速率。粉末冶金高锰无磁钢材料的毒性较纯铁有所下降,但都满足植入材料对毒性的要求,在10%,30%的浸提液中培养24 h,48 h和72 h后细胞的活性基本都在75%以上。相比于纯铁和Fe-18Mn-C-0Cu,添加了Cu的粉末冶金高锰无磁钢材料具有抑菌和杀菌的作用。其中Fe-18Mn-C-3Cu具有最好的综合性能,表现出良好的力学性能,无磁性,较快的降解速率,良好的生物相容性以及杀菌抑菌性能。