中碳高锰钢以其高强度、优异的延展性而被广泛应用。现代工业的快速发展对中碳高锰钢性能提出了更高的要求,同步提升材料强塑性一直是材料领域研究热点。本文以0.39C-11.71Mn-2.18Al（wt.%）中碳高锰钢为研究对象,基于层错能设计试验工艺,研究了变形工艺对中碳高锰钢组织及力学性能的影响规律,得到如下结果:试验钢经单一温变形（WR）处理后,其强度和硬度显著提升,并且随温变形温度的降低,试验钢强度提高,塑韧性逐渐降低。温变形过程中引入了高密度位错,同时随变形温度的降低,位错增殖幅度提高。在拉伸过程中高密度位错产生的位错强化作用以及发生的TRIP效应均有利于强度的提高。试验钢经单一冷变形（CR）处理后,其强度和硬度显著提升,随冷变形量的增加,试验钢强度逐渐升高,而塑韧性下降。由于试验钢在室温下的层错能较低,为23m J/m~2,因此在冷变形过程中的塑性变形方式以孪生为主,产生形变孪晶的同时引入了高密度位错。冷变形量的增加进一步提高了位错密度和形变孪晶的数量,同时孪晶的类型也随冷变形量的增加由一重孪晶转变为多重孪晶。位错密度的提高、形变孪晶数量及类型的增加是提高强度的主要原因。试验钢经复合变形（WR+CR）工艺处理后,其屈服强度和抗拉强度同时显著高于经单一温变形和冷变形处理后的强度。在复合变形工艺中,温变形温度相同时,随冷变形量的增加,硬度、强度升高,塑性先下降后小幅升高;冷变形量相同时,随温变形温度的升高,硬度、强度降低,塑性升高。在温变形过程中产生的位错和层错,冷变形过程中产生的大量位错和形变孪晶,在拉伸过程中均有助于提升试验钢的强度。在冷变形及室温拉伸过程中发生的TRIP效应,有助于试验钢保持良好的塑韧性。