随着人们环保意识的提高,世界需求干净能源的呼声高涨,天然气作为最干净的能源之一,其开发利用也越来越受到世界各国的重视。近年来,对于LNG的需求量和供应量的逐年递增,LNG储罐也成为了人们一直关注和研究的对象。用于LNG储罐的材料主要有铝合金、奥氏体不锈钢、9%Ni钢以及因瓦合金,强度较低且成本较高。所以耐低温的高锰钢具有很高的研究价值,它可以在极低温条件下保持理想的性能,组织稳定,无低温韧脆转变现象,而且强度也比目前LNG储罐使用的其他材料要大得多,同时还可大幅降低成本。因此开展高锰奥氏体钢的研究很有必要。本文针对高锰奥氏体钢进行了合金成分设计,动态再结晶行为研究,静态再结晶行为研究,轧制和热处理工艺研究,以及低温断裂行为研究,主要研究结果如下:（1）从Cr当量和Ni当量的角度出发进行合金成分设计,实验钢的化学成分落于舍夫勒组织图中的奥氏体相区。通过对实验钢动态再结晶行为研究,获得了实验钢高温变形时的真应力-真应变曲线,研究分析了变形温度、变形程度以及应变速率对动态再结晶行为的影响,发现变形温度越高,变形量越大,应变速率越低,动态再结晶越容易发生,利用真应力-真应变曲线计算出了实验钢的热变形再结晶激活能,进而确定了Z参数的表达式,得到了临界应变与Z参数的关系。（2）通过对实验钢静态再结晶行为研究,发现双道次变形条件会对实验钢的静态再结晶行为产生影响,随变形温度升高、道次间隔时间延长、应变速率增加,实验钢软化率增加,促进实验钢静态再结晶的进行,通过理论计算获得了实验钢的静态再结晶激活能和静态再结晶动力学方程。（3）通过实验室轧制与热处理研究,采用两阶段热轧,得到实验钢的轧态组织是奥氏体和沿奥氏体晶界分布的碳化物,轧后应采用淬火的冷却方式,适当增加道次压下量和降低终轧温度有助于提高实验钢的强度,热处理方式采用固溶处理,能够得到单一的奥氏体组织,组织中存在大量退火孪晶,降低固溶处理温度和缩短固溶处理时间有助于获得细小均匀的奥氏体组织,组织中孪晶数量增加,会提高实验钢的强度,即使在-196℃下实验钢仍然具有很好的韧性,得到最佳热处理工艺是在900℃固溶处理保温30min,微观组织以位错和孪晶为主,位错和孪晶的相互作用使得实验钢具有非常优异的塑韧性。（4）通过对实验钢的低温冲击断裂行为研究,发现实验钢的冲击功随实验温度的降低而降低,低温条件下的冲击断口主要由韧窝组成,呈典型的韧性断裂形貌,实验钢在低温下具有稳定的奥氏体组织,断口附近的组织发生严重的塑性变形,产生了很多形变孪晶和滑移带,变形过程中产生的微孔随变形增加聚集成裂纹,裂纹随变形继续扩展,直至发生韧性断裂,断裂方式是微孔聚集型断裂。