均匀纳米晶或超细晶金属具有很高的屈服强度，但是由于其没有加工硬化能力，因此在单轴拉伸过程中表现为有限的塑性。非均匀纳米结构金属充分利用纳米晶或超细晶与粗晶的力学性能的不相容而产生的应变梯度和背应力，获得了相比均匀组织更好的强塑性匹配。本文研究了具有非均匀纳米结构的先进高强钢-----TRIP/TWIP钢的力学性能、应变梯度和动静态变形机理及绝热剪切带的演化。　　本研究主要内容包括：⑴TWIP钢表现为正的瞬时应变率敏感性、负的加工硬化的应变率敏感性和负的整体应变率敏感性。高应变率变形抑制了动态应变时效效应，因此PLC变形带行为发生的临界应变随应变率的提高而增大，锯齿流变行为的高度随应变率的提高而减小。高应变率变形条件下，PLC带内应变集中程度更大。而且，跳应变率实验时PLC带的出现或消失，高度依赖于变形或微结构的演化历史。综上，TWIP钢高应变率变形抑制了变形孪晶的形成，使得高应变率时PLC带内应变集中程度更高，并抑制了动态应变时效，因此TWIP钢的加工硬化行为表现为负应变率敏感性。⑵通过原位实验观察到拉伸变形过程中由于梯度结构力学性能的不相容而引起的应变梯度和变形各向异性，并观察了其演化。梯度结构侧面方向的应变梯度和变形各向异性随着拉伸应变逐渐增大。除此之外，等效表观泊松比呈梯度分布，并且随拉伸应变演化。梯度结构相比均匀粗晶结构具有更高的各向异性，并且累积变形的各向异性随拉伸应变逐渐增大。实验观察到的逐渐增强的应变梯度和变形各向异性能够产生很强的背应力硬化，诱导几何必需位错密度的持续增加，从而提高其韧性。⑶梯度结构金属的动态剪切力学行为相比均匀纳米结构金属更好。实验发现，梯度结构纳米晶表层的绝热剪切带的形核被延迟。因此，梯度结构绝热剪切带的扩展速度相比均匀材料小一个数量级。均匀材料绝热剪切带发生在载荷最大处的最大应力准则不再适用于梯度结构。⑷5MnTRIP钢的动态剪切响应分为三个阶段:线性硬化阶段、应力平台阶段和绝热剪切带演化对应的应变软化阶段。5MnTRIP钢具有很高的动态剪切韧性，主要源于两个方面:第一阶段中马氏体相变诱导的强线性应变硬化和平台阶段通过不同相之间的应力/应变分配产生的连续变形，抑制了绝热剪切带的形成。绝热剪切带的演化分为两个过程:形成阶段和扩展变宽阶段。在扩展变宽阶段，绝热剪切带分为两个区域:核心区和过渡区。在形成阶段，过渡区内的晶粒尺寸被细化，同时奥氏体体积分数因为逆相变而增加。然而，扩展变宽阶段，核心区内的奥氏体体积分数又因为马氏体相变而降低至几乎没有。