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第三代高强钢的应用作为汽车轻量化性价比最高的方案之一,一直以来都是金属材料的研究重点。中锰钢（Mn含量在4～12 wt%）作为第三代高强钢的重要组成部分,不仅有着第三代高强钢所具备强度高、塑性优良、成本适中的优点,同时还有着自身独有的特点,如吸能性好、耐磨性高,相对比重低等。目前,奥氏体逆相变技术作为中锰钢最常用热处理方式之一,常常被用来获得足够数量的亚稳奥氏体组织。早期的研究主要集中在通过增加Mn元素含量获得更多的亚稳奥氏体数量,但是忽略了Mn元素本身对亚稳奥氏体作用这一重要因素,造成资源的浪费,极大地限制了中锰钢实际工业应用。为了更加充分开发出中锰钢的力学性能,同时保证中锰钢的焊接性,扩大材料的实际工业应用,本研究对低碳中锰钢使用“化学图案法”方法调控组织,强化中锰钢的力学性能。本研究对低碳中锰钢的微观组织和力学性能进行了研究,同时研究V元素对化学图案法在低碳中锰钢的影响。研究的主要结论如下:（1）通过化学图案法制备“伪珠光体”（层片状残余奥氏体+回火马氏体）+回火马氏体组织的低碳中锰钢。首先通过热处理获得原始珠光体,再进行短暂奥氏体逆转变和低温回火获得“残余奥氏体+回火马氏体”伪珠光体组织和回火马氏体组织。经过该工艺获得的伪珠光体组织层片间距在200nm～300nm之间。通过静态拉伸实验证明,新制备的Fe-0.2C-5Mn有着优良的力学性能（抗拉强度约为1.5GPa,断裂延伸率达到17.3%）。优良的机械性能主要归功于回火马氏体所提供的基础强度和伪珠光体内层片状残余奥氏体所带来的持续TRIP效应。（2）在添加V元素的低碳中锰钢内制备“伪珠光体”（层片状残余奥氏体+回火马氏体）+回火马氏体组织。本章与第三章进行对比,探究V元素对化学图案法的影响。经过该工艺获得的伪珠光体层片间距在160nm～280nm之间。通过实验证明,新制备的Fe-0.2C-5Mn-0.2V有着更加优良的机械性能（抗拉强度达到1678MPa,断裂延伸率为18.8%）。优秀的力学性能主要归功于伪珠光体内层片状残余奥氏体所带来的TRIP效应和V元素带来晶粒细化以及回火马氏体提供的基础强度。（3）对化学图案法在低碳中锰钢中不同形状残余奥氏体进行了深入探究。通过化学图案法分别获得“颗粒状残余奥氏体+回火马氏体”组织和“板条状残余奥氏体+回火马氏体”组织。通过静态拉伸实验证明,新制备的低碳中锰钢有着优良的力学性能（抗拉强度超过1.4GPa,断裂延伸率达到20%）。优异的力学性能主要来自回火马氏体带来的基础强度与板条残余奥氏体提供的TRIP效应。