“高强减薄”是当前汽车用钢的发展方向,开发高强度、高塑性的先进高强钢能有效的降低能源消耗并提高安全性能。中锰钢凭借其较低的合金成本及良好的综合性能,被认为是最有可能成为新一代汽车用钢的主力钢种之一。目前,中锰钢的研究重点主要集中在常规临界区铁素体和奥氏体双相组织调控、合金成分和逆转变退火工艺的优化以及组织性能之间的对应关系等方面,对于轻质元素铝添加形成的含δ铁素体中锰钢以及更易于工业化的“低锰含量”中锰钢的组织演变规律和关键力学性能的研究相对匮乏。为此,本文以含δ铁素体中锰钢及3%Mn中锰钢为研究对象,系统研究不同形变热处理工艺下材料组织性能的变化规律,重点阐述典型显微结构、临界区锰扩散行为、奥氏体稳定化及稳定性、塑性变形过程TRIP效应及加工硬化行为等微观事件之间的相互关系及其科学机理,实现高性能、低成本、易工业化新型中锰钢合金化路线和工艺设计,为中锰钢突破现有理论和工业化技术局限性提供新的思路。本文的主要内容及研究结果如下:（1）系统研究了不同热处理工艺下热轧含δ铁素体中锰钢的组织性能变化规律。阐释了 6铁素体的形成对碳、锰元素配分动力学的积极作用,揭示双退火工艺下奥氏体的晶粒尺寸、形貌特征、分布状态及室温稳定性与实验钢力学性能之间的依赖关系。研究结果表明双退火下块状奥氏体的获得有效的改善了拉伸变形中TRIP效应,持续、渐进的TRIP效应提供较高的加工硬化率,起到强化实验钢的效果,经过双退火后实验钢的强度提升约200 MPa。（2）系统研究了临界区轧制温度对δ铁素体中锰钢热轧态组织、热处理组织、奥氏体状态、锰元素配分行为、TRIP效应以及加工硬化行为的影响规律,重点探究临界区退火过程碳、锰元素配分的影响因素以及不同稳定性奥氏体的TRIP效应特征。研究结果表明,热轧过程中较高的临界区轧制温度促进碳、锰元素由粗大δ铁素体向原始奥氏体的配分,提高热轧淬火后组织中马氏体的碳、锰元素浓度;同时原奥氏体内较高的元素富集降低了实验钢的MS点,进而细化淬火后的马氏体板条。热轧后富碳、富锰且板条细小的马氏体基体决定了后续临界区热处理组织中逆转奥氏体的高稳定性。过高稳定性的奥氏体在塑性变形过程中TRIP效应进行缓慢,不利于强度提升。反之,较低临界区轧制温度决定了热处理后奥氏体适当的稳定性及晶粒尺寸,保证了塑性变形阶段积极TRIP效应的发生。（3）对冷轧含δ铁素体中锰钢不同热处理工艺下组织性能进行研究,阐释了热处理工艺对奥氏体稳定化、室温奥氏体稳定性以及强韧化行为的影响机理。研究结果表明,高温淬火-低温回火工艺促进碳元素配分行为,提高奥氏体内富碳程度,进而提高其稳定性。然而高温淬火后大尺寸奥氏体晶粒的形成导致了 TRIP的过早发生。双退火工艺中奥氏体依靠更高的碳、锰元素富集程度及双形态（块状及板条结构）的组织特征在拉伸变形过程中提供持续的TRIP效应,大幅度提高实验钢的综合力学性能。（4）探究逆转变退火过程加热速率对冷轧δ铁素体中锰钢显微结构的影响规律。研究结果表明,快速加热工艺下奥氏体优先快速在基体缺陷（马氏体边界或组织内亚结构）处形核长大,随即铁素体进行再结晶。升温阶段,快速加热有效保留了大量冷轧形变储能及高密度位错,促进了锰元素的配分行为及奥氏体稳定性,合理的奥氏体稳定性和渐进的TRIP效应保证了实验钢获得良好的塑性。此外,大块奥氏体在变形过程中进行TRIP效应形成马氏体,导致单位应变下大量新位错的产生,位错的交互作用能够有效提高实验钢的抗拉强度。（5）系统研究冷轧3%Mn中锰钢的组织性能的变化规律。阐释不同热处理工艺下组织结构、铁素体状态、奥氏体含量、锰元素配分行为、TRIP效应及加工硬化行为之间的关联机理,重点分析双退火工艺下“双形态”的奥氏体的形成及富锰化机制。研究结果表明,双退火工艺中高温淬火阶段促进锰元素的配分行为,为后续淬火后保留的奥氏体提供了较高的锰浓度梯度,促进二次退火过程中锰元素的再配分;同时高温淬火后得到的马氏体在二次退火过程中再次逆相变为板条奥氏体,细化奥氏体组织。“双形态”的奥氏体在拉伸变形过程中持续提供TRIP效应,大幅度改善实验钢的加工硬化性能。此外,双退火工艺中高温淬火有效避免了低温度区渗碳体的形成,有利于含钒微合金析出物的形成,起到析出强化的作用,使实验钢屈服强度从635 MPa提高至795 MPa。（6）在3%Mn中锰钢中引入深冷轧制工艺,探究超低温、高密度位错的热处理前组织对临界区退火阶段组织演变的影响规律,重点分析奥氏体的形成机制以及奥氏体的富锰途径。研究结果表明,深冷轧制抑制了普通冷轧中位错的自回复,提高了轧态组织位错密度,促进退火阶段铁素体的再结晶行为,铁素体晶粒细化至1 μm左右。同时,退火过程中奥氏体吞噬优先形成的富锰型碳化物形核长大,形核率及含量均得到提高。高含量、高稳定性的奥氏体决定了塑性变形阶段有效的TRIP转变进程,提高抗拉强度约170 MPa且塑性基本保持不变。