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高锰Fe-Mn-Al-Si系TRIP/TWIP钢具有高强度、高塑性和高的加工硬化能力。本文采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电子显微镜、背散射电子衍射技术、透射电子显微镜、显微硬度计和万能材料试验机研究了退火温度对冷轧Fe-20Mn-3Al-3Si钢微观组织及力学性能的影响。采用表面机械磨擦处理（SMGT）在Fe-20Mn-3Al-3Si钢的表面制备梯度相变强化层，并研究了该强化层的微观组织和硬度。同时研究了不同锰含量两种高锰钢在拉伸应变作用下应变硬化速率和微观组织的变化。结果表明：冷轧形变机制复杂，冷轧态的Fe-20Mn-3Al-3Si钢中存在马氏体片条、形变孪晶、纳米晶、位错缠结。当退火保温时间为1h时，合金再结晶开始温度为500℃，再结晶完成温度为600℃，完全再结晶组织由等轴晶和退火孪晶组成，随着退火温度的继续增加，晶粒不断长大。强度随着退火温度的升高而降低，塑性则不断增加。Fe-20Mn-3Al-3Si钢在室温机械磨擦过程中非常容易发生γ→ε→马氏体相变，即使金相样品制备过程中的轻微磨擦也能形成几微米厚的相变层。在车削SMGT相变过程中，SMGT马氏体相变受晶粒取向和应变共同影响，能在表层产生深度达400μm以上的形变强化层，且其微观组织和硬度呈梯度变化：SMGT形变强化层具有优良的热稳定性，经400℃1h退火后，显微组织和硬度没有明显变化。在Fe-Mn-Al-Si系高锰TRIP/TWIP钢中，晶粒越大，在拉伸实验越容易发生马氏体的转变或形变孪晶的形成。Mn含量对该类钢的变形机制有很大影响，Fe-20Mn-3Al-3Si钢在室温缓慢拉伸过程发生TRIP效应，而Fe-29Mn-3Al-3Si钢在同样拉力实验中则发生TWIP效应。Fe-20Mn-3Al-3Si钢具有高的加工硬化速率，表现出加工硬化能力较强，其加工硬化速率曲线随真应变的变化关系可以分为4个阶段：快速下降阶段、平台阶段，上升阶段、下降断裂阶段。Fe-29Mn-3Al-3Si钢的加工硬化速率曲线随真应变的增加没有出现上升阶段，而是呈现较长的平台，表明该钢具有更持久的加工硬化和塑性变形能力。