近年来,TWIP(twinning-induced plasticity)钢由于其高强度、高塑性的优异力学性能,越来越受到关注。TWIP钢的优异力学性能主要与塑性变形过程中形变孪晶的产生有关。尽管C、Mn、Al、Si等元素对TWIP钢的显微组织与力学性能的影响已有较多的研究,但是稀土元素对TWIP钢的显微组织与力学性能的影响却鲜有报道,而且TWIP钢的变形机制也尚未被充分揭示。本文研究了含稀土与不含稀土的Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP钢的显微组织与力学性能,发现含稀土TWIP钢的屈服强度、抗拉强度和延伸率均得到了提高。光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)表征显示含稀土TWIP钢具有更为均匀的显微组织,其晶界中大角度晶界的比例也更大,这是它延伸率得到提高的原因。同时,EBSD和透射电子显微镜(TEM)分析显示,含稀土TWIP钢的显微组织具有更多的、分布更加均匀的退火孪晶,并且一些晶粒中还出现了厚度仅为10-20nm的二次退火孪晶,这些因素导致含稀土TWIP钢的抗拉强度提高。而含稀土TWIP钢屈服强度的提高与稀土原子的固溶强化作用,以及对位错运动的钉扎作用有关。另外,本文还利用X射线衍射(XRD)、TEM表征等手段初步研究了Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP钢在室温下的变形机制。研究发现,Fe-15Mn-1.5Al-0.6C TWIP钢在室温拉伸变形过程中,没有发生马氏体相变,其显微组织始终是稳定的单相奥氏体组织。应变开始时,位错滑移为其主要变形方式;随后,形变孪晶开始产生并且其密度随变形量增加不断变大;当应变达到一定的程度时,微带被激活并开始出现。随着应变的进一步增大,孪生的继续发生变得困难,微带的形成与交割成为塑性变形继续发生的主要方式,直至材料断裂。