针对冷轧低碳钢，进行了不同工艺的退火处理，对退火处理后的试样进行了预变形和烘烤，测定了其烘烤硬化性能。分别利用电子背散射衍射技术和电子探针技术分析了不同工艺条件下试样的晶界结构和成分分布；利用内耗技术测试了不同工艺试样的内耗，综合实验结果研究了烘烤硬化机理。主要研究结果如下：实验钢在2%～10%预变形量下，随着预变形量的不断增加，烘烤硬化值不断上升；钢中小角度晶界不断增多，低ΣCSL晶界及高ΣCSL晶界变化不明显，总体上大角度晶界还是占主导地位；碳元素在晶界处偏聚量不断增加。随着平均晶粒尺寸的不断增加，烘烤硬化值不断下降；平均晶粒尺寸的变化，对晶界特征分布没有产生很大的影响；碳元素在晶界处偏聚量不断增加。在2%～10%预变形下，试样的SKK内耗峰随着预变形量的增加不断增高，与烘烤硬化值随着预变形量的增加而增加的变化是一致的。晶界内耗峰随着预变形量的增加而增加。在2%预变形下，对不同晶粒尺寸试样的研究发现，原始样和退火2min试样的SKK峰随着晶粒尺寸的增加而降低，而退火30min试样的SKK峰又增加。随着晶粒尺寸的增加，晶界内耗峰的峰值不断降低。