应变速率的增大通常会提高双相钢中铁素体和贝氏体之间的应变分配差异,引起应变局部化,从而影响应变硬化行为。因此,模拟管线钢在服役环境中经过不同应变速率塑性变形形成的微应变,研究预应变产生的应变硬化响应,从而控制管线钢应变速率,确定合理的变形范围,对于复杂地质环境管线钢的安全评价具有十分重要的意义。本文通过预应变试验研究了应变速率(10-4s-1～10-1s-1)对X70双相钢铁素体硬化的影响。利用内核平均取向差（Kernel average misorientation,KAM）的演化分析了应变局部化。通过几何必要位错（Geometrically necessary dislocations,GNDs）、小角度晶界（low angle grain boundaries,LAGBs）和纳米压痕的演化分析,阐述了铁素体硬化的微观机理。结果表明,随着应变速率的增大,铁素体中的GNDs和LAGBs增大,平均KAM值和纳米硬度相应提高。塑性变形和应变局部化在铁素体中随着应变速率的提高而从内部扩展到铁素体/贝氏体（ferrite/bainite,F/B）界面。在较低的应变速率(10-4 s-1～10-3 s-1)下,铁素体晶粒的内部在塑性变形过程中成为位错和滑移带的来源,并且在铁素体晶粒中观察到应变局部化。随后,在铁素体内部形成了严重的位错缠结,这导致相当大的应变局部化,而铁素体硬化程度不足以使界面变形。在应变速率为10-2 s-1时,F/B界面处的位错胞导致铁素体的GNDs和LAGBs密度高度饱和,从而导致严重的应变局部化,铁素体发生完全硬化,其纳米硬度接近双相界面。因此,应力集中和应变局部化随着应变速率的增大而提高,最后引起F/B界面变形来协调塑性变形。在预应变后的拉伸变形过程中,拉伸试验的应力-应变曲线在10-4 s-1至10-3 s-1的应变速率下显示出连续的屈服行为,而在较高的应变速率下屈服行为并不明显。在较低的预应变速率(10-4 s-1～10-3 s-1)预拉伸后,拉伸变形的应变硬化表现为两个阶段,而在较高预应变速率下(10-2 s-1～10-1 s-1)显示为一个阶段。并且双相钢的应变硬化能力随应变速率提高而降低,而屈强比提高,均匀伸长率降低,表现出明显的应变速率强化特性。这项工作为工程应用中管线钢的变速破坏行为提供了理论基础。