随着汽车工业面临的市场竞争日趋激烈,各生产厂商在提高汽车安全指标的同时降低重量成为必然发展方向。高锰TRIP钢的显微组织主要由亚稳态奥氏体组成,在变形过程中相变为马氏体,使强度增加的同时也使塑性大大增加,实现了其它钢种不具备的强韧性最优组合。因此,高锰TRIP钢的开发对未来汽车生产有重要影响,有望在未来汽车结构件上得到广泛应用。但是,高锰TRIP钢的研究才刚刚起步,尚有很多问题需要解决。本文研究了高锰TRIP钢的热变形行为及组织演化规律、热轧固溶处理过程中力学性能随保温时间的变化规律、冷轧高锰TRIP钢拉伸变形过程中的形变机理及其影响因素、双辊铸轧高锰TRIP钢薄带工艺及其组织、性能和形变机理。论文的创新性结果如下：(1)通过高温单轴压缩实验测定了两种典型成分的高锰TRIP钢的流变应力曲线。研究了高锰TRIP钢在高温压缩过程中的变形行为、变形组织特点以及组织演化行为,建立了高锰TRIP钢的本构关系。分析了高锰TRIP钢高温变形抗力的影响因素并建立了变形抗力模型。通过动态材料学模型和金相组织的分析预测了高锰TRIP钢在800～1050℃,应变速率在0.01～10.0s-1范围内热加工时的变形行为,建立了热加工图。结果表明,高锰TRIP钢在低温高应变速率区域热加工时容易产生流变失稳,在轧制过程中应该尽可能在高温低应变速率下变形,以产生有利于变形的再结晶组织,避免产生热加工开裂。(2)研究了三种成分的高锰TRIP钢固溶处理过程中各相组织及力学性能随保温时间的变化规律。通过对不同热处理条件下的试样微观组织的TEM观察并结合加工硬化速率与真应变的变化关系,精确测定了高锰TRIP冈变形过程中奥氏体、ε-马氏体和α’-马氏体之间的取向关系,明确了形变诱导马氏体相变的形成机理及其对材料加工硬化行为的影响。形变诱导马氏体的相变途径为γ→α’和γ→ε→α’。奥氏体与α’-马氏体之间存在K-S取向关系；奥氏体和ε-马氏体之间存在S-N取向关系；ε-马氏体与α’-马氏体之问存在Burgers取向关系。适当增加热轧高锰TRIP钢固溶处理时间,可以提高高锰TRIP钢的力学性能。形变诱导马氏体相变可以提高实验钢的加工硬化能力,在拉伸变形过程中表现在加工硬化速率随真应变的增加而增大。(3)研究了高锰TRIP钢在单轴拉伸变形过程中的加工硬化行为,通过真应力-真应变曲线以及加工硬化速率和加工硬化指数随真应变的变化关系研究了高锰TRIP钢的变形行为和相关机理。通过高分辨电子显微分析,研究了高锰TRIP钢相变过程中的α’-马氏体形核位置,结合冷轧高锰TRIP钢应变硬化行为和显微组织的特点,将拉伸变形过程分为三个变形阶段。对于典型高锰TRIP钢,在变形阶段Ⅰ：应力诱发ε-马氏体相变由层错直接形核。变形阶段Ⅱ：由于位错之间的相互缠结或ε-马氏体生成受到阻碍,造成局部的应力集中,再生成第二个方向的ε-马氏体,当后生成的ε-马氏体遇到先生成的ε-马氏体时,会在交截处生成α’-马氏体；由于形变诱导马氏体的产生,加工硬化速率随真应变的增加而增加。变形阶段Ⅲ：形变诱导马氏体的增加量迅速减少,造成加工硬化速率下降。(4)利用透射电子显微镜(TEM)对微观组织的观察,研究了不同变形温度(25,100,200,400℃)下高锰TRIP钢变形机制的差别,以及形变诱导马氏体与形变孪晶的特点。结果发现,随着变形温度的升高,高锰TRIP钢的变形机制由形变诱导马氏体相变转变为形变孪晶和Y→ε相变相互竞争机制,再到孪生和滑移机制。通过热力学公式估算了不同温度下层错能的大小,分析了层错能与变形机制的依赖关系,研究了层错能对马氏体相变的影响规律。结果表明,当高锰TRIP钢的层错能低于10.0mJ/m2时,变形机制为形变诱导马氏体相变；当17.7mJ/m2<Г<36.4mJ/m2时,形变孪晶和γ→ε相变相互竞争成为主要的变形机制；当36.4mJ/m2<Г<41.9mJ/m2时,变形机制为孪生和滑移；当41.9mJ/m2<Г<78.3mJ/m2时,变形机制为滑移。(5)利用双辊铸轧工艺制备高锰TRIP钢薄带可以避免热加工过程中的边裂现象,获得边部整齐,表面质量良好,无宏观裂纹的薄带。双辊铸轧高锰TRIP钢薄带经冷轧退火后的屈服强度较常规工艺稍低,抗拉强度与传统工艺相同,断裂总延伸率与常规工艺接近。因此,双辊铸轧薄带技术生产高锰钢具有较大的优势和可行性。利用薄带铸轧工艺得到的高锰TRIP钢试样在变形过程中表现出三阶段,与铸轧工艺得到的高锰TRIP钢表现基本相同。在变形阶段Ⅰ,加工硬化速率随着真应变的增加迅速下降；在变形阶段Ⅱ,加工硬化速率随真应变的增加而增加,这意味着形变诱导马氏体的产生,发生了TRIP效应；在变形阶段Ⅲ,加工硬化速率随真应变的增加而降低,这意味着形变诱导马氏体的转变速率降低。