随着石油和天然气勘探开发逐渐转向海洋深水和深层等复杂地层环境,油气公司提高勘探开发水平和降低成本的要求也日益迫切。膨胀套管技术是将管柱以原始尺寸下入井底,然后用膨胀工具使管材产生永久性塑性变形。该技术能优化井身结构并降低钻井成本。着眼于机械性能要求,孪生诱发塑性(Twinning-induced Plasticity,TWIP)钢因微观组织出现形变孪晶而产生均匀塑性变形,并具有较高强度,是应用于膨胀套管领域的理想材料。TWIP钢经退火处理和预应变处理引起微观组织改变,进而影响材料力学性能和耐腐蚀性能,通过试验分析得到以下结论:(1)经过不同温度退火处理后的热轧TWIP钢保持奥氏体组织,退火孪晶数量随着退火温度的升高而变多;TWIP钢屈服强度和抗拉强度随着退火温度升高略有减小,断后伸长率明显增加;材料冲击吸收功较高硬度偏低,硬度和冲击吸收功随退火温度升高而减小;不同退火温度处理后TWIP钢均无应力腐蚀开裂倾向,电化学试验结果表明材料抗腐蚀性能随退火温度的升高变得更加良好;(2)TWIP钢经过预应变后形变孪晶密度随着预应变量的增加而变大,可以观察到相互交叉的形变孪晶;材料抗拉强度和屈服强度随着预应变量增加而变大,且保持较好的塑性。预应变处理后材料硬度变大,冲击吸收功维持较高的数值;预应变后TWIP钢无应力腐蚀开裂倾向,材料在腐蚀溶液中表现为韧性断裂。电化学试验结果表明TWIP钢抗腐蚀性能随着预变形量增加而降低。研究结果表明,热轧TWIP钢经过退火处理和预应变处理后力学性能和腐蚀性能有所提高,可用于制备石油膨胀套管。这种具有优异性能的材料能为膨胀套管技术的推广提供物质基础。