采用高强度钢板是实现汽车轻量化的主要手段之一,近些年来人们相继开发了一系列的先进高强度钢,其中TWIP/TRIP钢由于具有优异的加工硬化能力成为研究的热点。传统TWIP/TRIP钢使用状态为完全再结晶态,组织为奥氏体,屈服强度较低,限制了TWIP/TRIP钢的进一步应用。本文将TWIP钢和TRIP钢热轧成多层复合钢,利用弥散强化和预应变强化来提高多层复合钢屈服强度。具体研究内容及结论如下:(1)本文以三种不同成分的Fe-Mn-Si-Al基TWIP/TRIP钢为研究对象,研究了其拉伸过程中微观组织演变及加工硬化行为。根据加工硬化曲线的起伏变化情况,将加工硬化曲线分成不同阶段,具体分析不同应变条件下应力诱发ε马氏体、形变孪晶及位错滑移对加工硬化的影响规律。(2)选取性能优异的TWIP钢和TRIP钢通过真空轧制技术制备TWIP/TRIP多层复合钢,研究界面在轧制过程中的演化规律及对组织与性能的影响。研究发现在热轧的过程中界面氧化物随着轧制压下量的增加,逐渐变薄进而断裂最后弥散分布在界面处,基体内部发生动态再结晶。较厚的氧化层阻碍了晶粒的进一步长大起到细化晶粒的作用,当氧化层阻碍作用较小时,晶粒穿过界面跨越到相邻层,使界面结合强度进一步提高。(3)研究了冷轧预应变和热处理对TWIP/TRIP多层复合钢组织与性能的影响。预应变后产生充足且比例适宜的形变孪晶及ε马氏体,随后对预应变后的TWIP/TRIP多层复合钢进行低温马氏体回复处理。利用马氏体相变的可逆性,使ε马氏体回复为较软的奥氏体基体,形变孪晶及位错在此温度下具有较高热力学稳定性依然保留。在之后成形过程中,变形奥氏体通过形变孪晶和高密度位错提高多层复合钢的屈服强度,较软的奥氏体基体通过再次发生形变诱发ε马氏体相变,保证了良好的加工硬化率和塑性。不同预应变轧制压下量和热处理工艺相结合可以实现不同的强度和塑性的匹配,实现了TWIP/TRIP效应的异步协同作用,为提高TWIP/TRIP多层复合钢屈服强度提供了一种新方法。