TWIP(Twinning induced plasticity)钢是国内外目前正在积极研发中的一种新一代高强度交通用钢,具有高强度、高塑性、高应变硬化能力等显著优点,并且具有良好的加工性能。在TWIP钢从实验室推向实际生产的过程中,存在以下问题：一是与力学性能相比,TWIP钢的材料应用性能方面的研究还较少,其应用特性还不明确,例如其耐腐蚀性能、疲劳性能、低温韧性等；二是在生产和应用中,遇到了难涂镀、难焊接、延迟断裂等技术问题,限制了这一新型钢种的进一步推广与应用。本文在实验室条件下,综合应用扫描电镜、透射电镜、电化学充氢、有限元模拟等手段,设计并制备了不同稀土含量的TWIP钢以研究稀土元素对TWIP钢力学性能、疲劳性能和延迟开裂的影响,研究了TWIP钢的低周疲劳行为特征、疲劳破坏机制和延迟断裂机制,探索并提出了TWIP钢延迟断裂的控制手段。稀土元素对TWIP钢的主要影响包括：细化晶粒,改善夹杂物形态,增加夹杂物总量,与钢中的氢结合从而影响可扩散氢含量等。从力学性能来看,TWIP钢添加稀土元素后的力学性能和疲劳性能都有所降低,微量的稀土元素会使其延迟断裂性能恶化,但合适的添加量则可以对延迟断裂起到抑制作用。TWIP钢具有优异的疲劳性能与强塑性的综合性能,其低周疲劳寿命远高于一般800MPa级别高强钢,又比具有相近疲劳性能的316L不锈钢具有更高的强塑积和更好的加工性能。TWIP钢在疲劳载荷下的变形机制是孪晶、滑移和驻留滑移带的共同作用。破坏机制则是孪晶和滑移带对晶界、夹杂物附近的相界面的碰撞,形成微孔洞,并连接成微裂纹,随疲劳载荷扩展。稀土元素引入的夹杂物由于形态圆滑,不会直接成为疲劳裂纹的萌生源,但增加的相界面增加了微裂纹的萌生的可能性。TWIP钢的延迟断裂行为是在充分的冲压变形量、残余应力及应力梯度、较高的基体氢含量、强烈的缺口敏感性的共同作用下产生的。在充分的冲压变形量下,由于TWIP钢具有强加工硬化性能,会导致其接近抗拉强度的峰值残余应力。而充分的应力梯度诱导的氢扩散会在残余应力最大处产生氢富集,氢含量增大导致的氢致软化使TWIP钢容易萌生微裂纹。缺口敏感性和进一步的应力诱导氢扩散使得微裂纹迅速扩展,从而发生延迟断裂。通过合理添加稀土元素,以及控制试样成型过程的条件,包括严格控制切边质量和深冲变形量,均能对TWIP钢的延迟断裂起到控制作用。适量的稀土元素的添加能有效降低奥氏体中的可扩散氢含量,从而抑制延迟断裂倾向。严格控制切边质量及限制冲压件的深冲变形量,均可以有效的控制峰值残余应力与峰值氢浓度在安全范围内,从而减小发生延迟断裂的风险。