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人类社会对于汽车安全、环保、低排的迫切需求,使得汽车车身轻量化技术研究在近几年取得了极大的进步。为了降低汽车耗能,同时又保证汽车的安全性,具有超高强度又兼具较好塑性等的综合性能良好的第三代先进高强钢的研发和应用应时而生。本文设计了Fe-0.11C-5.23Mn-1.11Al的合金成分,采取金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等实验设备,研究了试验钢在不同工艺参数下的ART热处理工艺对微观组织及力学性能的影响,并研究了不同轧制工艺试验钢的组织演变规律、力学性能,进行了ART工艺和QT工艺对比,分析了不同热处理方式下试验钢微观组织和力学性能的特点,确立了ART热处理工艺的特色和优越性,主要结论归纳如下:(1)热轧试验钢采取奥氏体逆转变(ART)热处理工艺,室温下可获得铁素体,残余奥氏体以及少量马氏体的复相组织,其工艺的最佳双相区退火温度为625℃,最佳保温时间为4h,最佳冷却方式为水淬,试验钢最佳力学性能为抗拉强度817MPa,延伸率70.3%,强塑积可达57.14GPa·%。(2)试验钢采取温轧轧制方式时,可明显的细化原始晶粒,并且可以获得更加稳定的长条状奥氏体,残余奥氏体含量可以达到56.8%,试验钢的综合性能得到明显改善,此时强塑积为57.56GPa·%。(3)试验钢经过QT热处理,室温下可以获得马氏体、铁素体和残余奥氏体的复相组织。相比于ART工艺,QT工艺试验钢组织中残余奥氏体含量较少。因此,组织中大量的马氏体可较好地改善试验钢的强度,但少量残余奥氏体不利于发挥形变诱发塑性效应增强塑性。(4)QT工艺试验钢的抗拉强度普遍高于ART工艺,而延伸率低于ART工艺。温轧QT工艺试验钢有较好的综合性能,其中试验钢的抗拉强度达1359.7MPa,延伸率为有31.9%;其强塑积明显低于温轧ART工艺试验钢。综合性能ART热处理钢明显比QT热处理钢要好。(5)分析不同工艺试验钢的加工硬化行为可知:ART工艺试验钢应变硬化过程可分为四个阶段,第一阶段加工硬化率迅速下降(S1);第二阶段加工硬化率缓慢下降(S2);第三阶段加工硬化率波动并缓慢增加(S3),第四阶段加工硬化率随着锯齿行为而减少(S4);其中S3阶段持续时间更久,表明ART工艺试验钢在应变中后期TRIP效应更充分,协调变形能力更好,更有利于获得较好的力学性能。QT工艺试验钢应变硬化过程可分为三个阶段,第一阶段加工硬化率迅速下降(S1);第二阶段加工硬化率缓慢下降(S2);第三阶段加工硬化率随着锯齿行为而减少(S3)。但是S2阶段持续应变过程很短,对材料的综合力学性能改善作用不明显。