传统低密度钢的生产通常需要经过较长流程,在应对形状复杂的特异性零件时存在材料利用率低、加工困难等问题。为探索并拓展该类低密度钢的应用领域,本文以两种不同制备方式制备的超低碳低密度钢为研究对象,通过SEM、EBSD、TEM等分析手段,对不同制备方式下的超低碳低密度钢的组织和性能进行了研究。主要研究内容及结果如下:（1）采用Gleeble-3500热模拟实验机对试验钢进行热压缩试验,对试验钢的高温变形行为及热加工图进行了研究。结果表明,高温低应变速率下更容易发生动态再结晶。根据Prasad失稳判据绘制的试验钢的热加工图确定了试验钢在高温变形时的最佳变形工艺参数:温度为1000～1100℃,应变速率为0.01～0.1 s^-1。（2）采用SEM、EBSD、TEM等手段对熔炼低密度钢热轧态和热处理后的组织性能及其强韧化机制进行了研究。热轧态试验钢经过固溶后平均晶粒直径由12.5μm缩小到9.8μm。随着时效温度增加,奥氏体含量逐渐减少。拉伸试验表明,在510℃时效8 h后,试验钢的抗拉强度达到841 MPa,试验钢拉伸过程中均发生脆性断裂,断裂方式为解理断裂。试验钢热处理中有Fe₃C和Ti C析出,其中Fe₃C与位错的绕过作用使得试验钢时效后的强度提高,而对试验钢的夹杂物分析表明,试验钢中存在形状不规则的大颗粒硅酸盐类夹杂物、氧化物夹杂和碳化物聚集,对试验钢的韧性也会造成致命的影响。（3）对SPS烧结低密度铁基合金材料热处理前后的组织结构和性能进行研究。结果表明:主要合金元素充分扩散并且分布比较均匀,组织构成主要为铁素体+奥氏体固溶体。烧结试样热处理前后的孔隙存在明显差异,热处理后孔隙数量减少,强度有显著提升但延伸率下降。热处理前后在孔隙附近均有C的富集,并且热处理后该处C含量相比热处理前明显提高,使得裂纹更易在其附近形核,导致材料的韧性降低。（4）对比分析了不同制备方式下材料的组织和性能之间的关系,结果如下:熔炼试验钢轧态原始组织以铁素体+奥氏体双相组成,而烧结态原始组织则是以铁素体为主的均匀细密组织。烧结烧结试样消除了粗大、不均匀的组织结构,硬度和拉伸延伸率相比熔炼低密度钢均有明显提升。熔炼试验钢在热处理后有Fe₃C和Ti C析出,析出相与位错的绕过作用是其主要变形机制。而与熔炼试验钢不同,烧结试验钢的热处理过程伴随着孔隙的明显差异,孔隙附近C的富集影响了材料孔隙的聚集,使其出现与熔炼试验钢不同的塑韧性。