无磁钢是一种钢铁功能材料,具有广阔的应用前景,其中Fe-Mn-Al-C系无磁钢具有低密度、高强度、无磁性、低成本等优点,在特种船舶制造和低温工程领域已有大量应用。但是,目前针对Fe-Mn-Al-C系无磁钢在海水中的腐蚀规律和低温条件下的变形机制的研究还很少。本文依托国家自然科学基金项目“异步热轧高锰奥氏体无磁钢的退火孪晶形成机理”,在热轧板组织性能研究的基础上,为了进一步提高无磁钢在实际使用环境中的耐蚀性能与力学性能,对Fe-20/27Mn-4Al-0.3C（以下称为20Mn和27Mn）两种高锰无磁钢在海洋环境中的腐蚀规律以及在低温环境中的力学性能和微观组织演变进行了研究,获得的主要结论如下:（1）利用全浸腐蚀实验方法,计算了 20/27Mn高锰无磁钢在海洋环境中的平均腐蚀速率,对腐蚀产物的形貌和物相组成进行了研究,讨论了高锰无磁钢在海洋环境中的腐蚀规律。结果表明,20/27Mn高锰无磁钢的腐蚀类型为局部腐蚀,平均腐蚀速率随着实验时间的增加而逐步减小;腐蚀产物可分为具有不同结构的外锈层和内锈层;腐蚀过程中的腐蚀产物主要包括γ-FeOOH,α-FeOOH,Fe3O4,γ-Fe2O3和Mn3O4。（2）通过电化学实验,测定了 20/27Mn两种高锰无磁钢在NaCl溶液中的极化曲线,并研究了固溶处理工艺对无磁钢耐蚀性能的影响。结果表明,20Mn钢的腐蚀电位更高,腐蚀速率相对27Mn较低;固溶处理温度和时间对无磁钢晶粒尺寸及CSL晶界的比例有显著影响,细小的晶粒以及较高的CSL晶界比例有利于耐蚀性能的提高。（3）估算了 20/27Mn高锰无磁钢在不同环境温度下的层错能,通过常温和低温拉伸实验,研究了变形温度（室温及-196℃）、固溶处理温度（800℃～1000℃）以及拉伸速率等因素对无磁钢的力学性能以及变形组织的影响。结果表明,无磁钢的层错能随着温度的降低而显著降低;-196℃温度下20Mn和27Mn无磁钢的主要变形机制为孪生,20Mn钢在变形过程中还产生了形变诱导马氏体,低温环境下两种无磁钢的屈服强度、抗拉强度和延伸率均明显提升;随着拉伸速率的提高,20Mn钢中形变诱导马氏体的体积分数显著降低,延伸率降低;20Mn钢经过800℃固溶处理后,因为晶粒尺寸较小,形成形变孪晶所需的临界应力提高,不利于TWIP效应的发生,延伸率较小;20Mn钢经过1000℃下固溶处理后,形变孪晶更容易产生。（4）研究了 20/27Mn高锰无磁钢在-196℃下拉伸至不同应变量时变形组织的特点。结果表明,当真应变为0.04时,无磁钢变形组织中形成的孪晶很少,之后随着变形的进行,形变孪晶的数量显著提高。对于20Mn钢,低温拉伸过程中还发生了形变诱导马氏体相变,且马氏体的体积分数逐步提高,而27Mn钢的奥氏体组织更加稳定,在低温拉伸过程中没有形变诱导马氏体产生。（5）研究了 20/27Mn高锰无磁钢在低温环境中的变形机制。结果表明,20Mn钢在低温下的塑性变形可分为三个不同的阶段:第一阶段中,位错的运动是主要的变形机制,加工硬化速率显著减小;第二阶段中,孪生成为主要变形机制,同时有马氏体形成,加工硬化速率呈现出明显的上升趋势;第三阶段中,形变孪晶的形成速率减慢,虽然形变诱导马氏体继续生成,但加工硬化速率又开始降低。20Mn钢的塑性变形中同时出现了 TWIP效应和TRIP效应。27Mn钢在低温下的塑性变形过程可分为同样的三个阶段,但27Mn钢由于层错能较高,变形过程中的变形机制以孪生为主,没有形变诱导马氏体的生成,因此加工硬化速率低于20Mn。