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本文基于第一性原理方法研究了M（M=Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni和Mg）在α-Fe(N)体系中的结合能、电子结构、力学性能及N的扩散激活能。其主要研究内容和结果如下： 不管Fe15MN具有立方还是四方晶体结构，位于Fe同一周期左侧的Ti、V、Cr、Mn与N相邻时结构最稳定，位于Fe右侧的Co和Ni与N不相邻时结构最稳定。Ti与V的掺杂加强了晶胞稳定性，Mg的掺杂明显降低晶胞稳定。Fe15MN体系中，Fe原子失去电子，N得到电子。Ti、V、Cr与Mn的掺杂加强了N与周围金属的相互作用，Co、Ni与Mg掺杂不明显。 对 Fe15MN体系力学性能，不管是立方结构还是四方结构，Fe15MgN体系的剪切模量G、杨氏模量E和体模量B均减小，即氮化镁的掺杂均降低了α-Fe体系的力学性能。对具有立方结构的Fe15MN体系，除Fe15MgN体系，与纯α-Fe相比，剪切模量G和杨氏模量E均得到提高，体模量B减小，但其下降幅度很小，仅为0.3%～4.9%，即金属氮化物的掺杂降低了α-Fe的韧性。对具有四方结构的 Fe15MN体系，类似立方结构的 Fe15MN体系，除Fe15MgN体系，其剪切模量G和杨氏模量E均比纯α-Fe体系大，与Fe16N体系相比，剪切模量 G和杨氏模量 E保持不变或略为减小，即金属氮化物的加入使体系力学性能得到提高。 对于N的扩散，在α-Fe体系中，N迁移到E1和E2位置所需的能量相等，且为0.47 eV；对V和Mn掺杂的α-Fe(N)体系，N迁移到E（等效位置）所需的能量均大于N远离金属位置的，即，金属合金的掺杂利于固氮；对 Cr掺杂的α-Fe(N)体系，N无论远离还是靠近金属M时，其迁移所需能量均等于或小于0.47 eV，即，Cr的掺杂不利于固氮；对Co， Ni和Mg掺杂的α-Fe(N)体系，N在远离金属M的位置时最稳定，N迁移到临近M的位置所需的能量均大于 N远离 M位置所需迁移能，同理，金属 Co，Ni和 Mg的掺杂利于固氮，且难易程度顺序为Ni＞ Mg＞ Co。