高锰TRIP钢经形变热处理工艺可以使材料获得高的强度、高的延伸率以及良好的加工硬化能力。本文以Mn12Ni2MoTi(Al)钢为主要研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)、维氏硬度计和MTS电液伺服疲劳试验机等手段研究了不同热处理工艺对15%冷轧变形量试样的微观组织与力学性能的影响。并辅以35%和65%冷轧变形试样,研究了冷轧变形量对Mn12Ni2MoTi(Al)钢的微观组织与力学性能的影响。得出的主要结论如下:(1)15%冷轧实验钢在两相区退火时,冷轧马氏体组织将逆转变奥氏体组织,退火温度为650°C时试样可以获得最高的奥氏体含量。在650°C退火过程中,除少量快速形成的块状奥氏体外,大部分奥氏体都在马氏体板条间形核,并不断消耗相邻的马氏体而增厚长大,形成了片条状奥氏体。在745°C退火时,奥氏体将快速形核长大并形成等轴晶,但在淬火时转变为马氏体;(2)15%冷轧试样经两相区高温退火和480°C(12h)中温二次退火后,试样的奥氏体含量与力学性能均得到提高,但微观组织出现较大差异。高温退火温度为650°C和700°C的二次退火试样仍为均匀组织分布,而高温退火温度为745°C的二次退火试样中出现了随机分布的奥氏体/马氏体两相分离组织,其中暗区为奥氏体,亮区为马氏体,并且在奥氏体中出现了Mn元素的偏聚;(3)15%冷轧试样经650°C(1h)+480°C(12h)二次退火后,因其组织分布均匀,且其奥氏体为片条状形貌,因而获得了较高的屈服强度,同时在拉伸变形时可以持续的发生TRIP效应。而745°C(1h)+480°C(12h)二次退火试样在应变初期就大量发生了马氏体相变,但随着应变量增大,试样的强度开始快速上升,因而试样的屈服强度较低,但加工硬化效果更好;(4)相同热处理条件下,冷轧量越大,试样的奥氏体含量越多,织构越强,且越容易在截面上形成奥氏体/马氏体层状结构,层间距也越小。且二次退火有利于层状结构的形成,35%冷轧试样在一次退火时没有形成清晰的层状结构,但二次退火后获得了近似的层状结构;(5)当奥氏体/马氏体两相分离组织形成层状交替排列时,可以在拉伸变形时有效地推迟奥氏体发生马氏体相变的速度,为后续的拉伸过程提供TRIP效应,缓解应力集中,提高试样的拉伸性能。