目前,汽车轻量化是汽车产业发展的主要方向之一,而采用高强度钢进行钢板减薄是汽车轻量化的主要方法。TWIP/TRIP钢由于其优异的强塑积、较高的加工硬化速率以及独特的塑性变形机制成为目前研究的热点。但传统TWIP/TRIP钢的使用状态通常为完全再结晶的固溶处理态,其相对较低的屈服强度(约为200~500 MPa)阻碍了TWIP/TRIP钢在汽车行业中的进一步应用。因此,如何提高TWIP/TRIP钢屈服强度同时保证其优异的加工硬化率和塑性已经成为科研工作者追求的目标。本文以Fe-30Mn-4Si-2Al TWIP/TRIP钢为试验钢,主要研究内容和成果如下:(1)观察分析试验钢拉伸过程中微观组织演变规律以及与加工硬化速率变化的对应关系。试验发现,在试验钢拉伸变形的I阶段(ε<0.08),试样内部已经形成了高密度位错,位错增殖速率最高,形变诱发ε-马氏体转变量少,加工硬化速率呈下降趋势;在试验钢拉伸变形的II、III阶段(0.08<ε<0.38),形变诱发的ε-马氏体开始大量增殖,它的出现减小了位错运动的平均自由程,产生动态Hall-petch效应,使得加工硬化速率呈上升趋势;在试验钢拉伸变形的IV阶段(ε>0.38),ε-马氏体相变已接近饱和,位错难以增殖和运动,加工硬化速率迅速下降直至断裂。(2)研究了预应变轧制温度(298~1073 K)对试验钢微观组织和力学性能的影响。利用TWIP/TRIP钢变形机制受变形温度影响敏感的特点,调控预应变轧制温度引入形变孪晶,使其与室温形变诱发ε-马氏体异步协作。试验发现随着预应变轧制温度的升高,试验钢的微观组织发生了由ε-马氏体到孪晶的转变,特别是在673 K预应变轧制后,试验钢的屈服强度、抗拉强度和显微维氏硬度提升十分明显,实现TWIP和TRIP效应的异步协作,以及屈服强度、加工硬化率和塑性的良好匹配。(3)研究了预应变轧制压下量和退火处理温度对试验钢微观组织和力学性能的影响。在673 K,对试验钢进行了不同压下量(20~60%)的预应变轧制,试样的强度和硬度较再结晶退火态分别有了明显的提升。对压下量60%的试样进行退火处理(623~1023 K),加工硬化速率有了明显的改善,实现了强度和塑性的良好结合。