Fe-Mn-Al-C轻质钢因为其优异的力学性能和低密度受到广泛的关注。其中奥氏体基轻质钢拥有优异的塑性,但是强度总体不高,难于满足一些应用要求。基于纳米富Cu颗粒不依赖C、N元素即可在钢中析出等优点,本文在奥氏体基轻质钢中添加合金元素Cu,通过析出纳米富Cu颗粒与基体中原有的纳米κ-碳化物共同提高钢的强度。但奥氏体基轻质钢中较高的Mn、Al含量,传统工艺制备易出现元素偏析,轧制开裂等问题,为避免上述问题,本文采用亚快速凝固离心浇铸的方法制备近终形薄板。本文制备了Fe-28Mn-9Al-0.8C-(0,1,3,5)Cu(wt.%,以下同)四个成分的合金薄板,研究Cu元素对薄板组织和性能的影响。铸态薄板研究显示,添加1wt.%Cu元素对Fe-28Mn-9Al-0.8C合金薄板组织没有明显影响,随着Cu元素添加量的提高,薄板中铁素体由不规则块状变为细条状,增加到5wt.%Cu时铁素体变为树枝状,此外Cu元素的添加抑制了铁素体的有序化。性能方面,Cu元素的添加使得亚快速凝固铸态薄板强度有所降低,其原因是薄板中没有析出大量纳米富Cu颗粒,而且还使铁素体含量有所减少且提高了基体的堆垛层错能。Fe-28Mn-9Al-0.8C-(0,3Cu)薄板500℃～700℃热处理3h研究结果显示,500℃热处理时,两个薄板中均析出大量晶内κ-碳化物,屈服强度提高,但含铜薄板中并没有明显的富Cu颗粒析出。600℃热处理时,两个薄板强度进一步提高,但薄板中均出现了晶间κ-碳化物导致塑性下降,由于含铜薄板中富Cu颗粒大量析出以及晶间κ-碳化物析出量相对较少,其屈服强度与塑性明显高于不含铜薄板。700℃热处理时,因为析出大量粗大的晶间κ-碳化物,两个薄板塑性恶化。500℃热处理时间延长到6h和20h,发现3Cu、5Cu薄板的奥氏体和铁素体中均析出大量纳米富Cu颗粒,其强度随时间延长而提高。热处理20h薄板奥氏体基体中富Cu颗粒的尺寸在30～40nm之间,微区衍射结果显示其晶体结构为面心立方结构,且富Cu颗粒的析出有助于促进晶内κ-碳化物的形成。500℃热处理20h后,5Cu薄板屈服强度、抗拉强度分别达到808MPa、1008MPa,明显高于不含铜薄板,塑性没有明显下降。综上所述,奥氏体基轻质钢中添加3wt.%或5wt.%Cu元素,经过500～600℃的热处理工艺,可以实现纳米富Cu颗粒和κ-碳化物的共同析出,共析强化样品强度优于κ-碳化物的单独强化样品,最高可使薄板屈服强度提高289MPa,并保持良好塑性。