TRIP/TWIP钢是一种兼具高强度、高延伸率的新型钢材,其优越的性能主要来源于马氏体相变诱发塑性(TRIP效应)以及孪晶诱发塑性(TWIP效应)。将TRIP/TWIP钢用作汽车钢板可减轻车重、降低油耗,并有较强的能量吸收能力,能够显著提高汽车的安全等级。近年来,这种钢已成为汽车用钢的研究热点,得到了广泛的关注。在TRIP/TWIP钢中,HCP (ε)马氏体和FCC (γ)形变孪晶的形成都与Shockley不全位错的移动以及随后插入的层错有关,Shockley不全位错在每隔一层{111}密排面上的移动形成前者,而在每层{111}密排面上的移动形成后者。普遍认为加工硬化是影响TRIP/TWIP钢机械性能的关键因素,学者们开展了大量的研究工作以揭示ε马氏体相变和形变孪晶对加工硬化的影响。但是,迄今为止对于TRIP/TWIP钢的理解仍不够深入,尚有很多问题需要解决。本文研究了Fe-30Mn-4Si-2Al TRIP/TWIP钢和Fe-30Mn-3Si-3Al TWIP钢在小变形量下的组织演变规律及变形机制。系统研究了Fe-30Mn-4Si-2Al钢中ε马氏体板条交叉机制,分析了晶体取向和变形温度对ε马氏体交叉组织的影响。同时,还观察了Fe-30Mn-3Si-3Al两形变孪晶交叉处的显微组织特征。主要研究内容及成果如下：(1)在拉伸变形过程中,三种变形产物(平面位错带、ε马氏体和形变孪晶)都沿{111}惯习面形成,并呈现板条形态。因此,本研究通过原子力显微镜(AFM)、电子背散射衍射技术(EBSD)以及透射电镜(TEM)三种检测技术,探讨实验钢在小变形量下的显微组织及变形机制。结果表明,在小变形量下Fe-30Mn-4Si-2Al钢的主要变形机制是应力诱发γ→ε马氏体相变并伴有层错产生；在塑性变形初期,Fe-30Mn-3Si-3A1钢的主要变形机制为位错滑移,随着拉伸变形量增大到10%,孪晶变形将逐渐成为主要变形机制。(2)利用EBSD及TEM技术,研究了Fe-30Mn-4Si-2Al钢中两不同{111}惯习面上ε马氏体板条交叉现象。通过晶体学分析得到以下结论：在两ε马氏体交叉处形成了新γ相,即交叉γ相。该交叉γ相与基体呈90°旋转关系,不是通过真实的点阵旋转产生,而是由两共轭{111}面上的半孪晶切变相结合得到。交叉γ相的晶体取向趋近于<0 0 1>,在这一取向滑移变形占主导地位,不利于γ→ε马氏体相变。因此,交叉丫相并没有在进一步拉伸应变下发生γ-→ε马氏体相变,而是连续“长大”。此外,由于ε薄片层或者层错的碰撞,会在初始￡马氏体板条内部形成{1012}马氏体孪晶。在两ε马氏体板条交叉处会形成三种点阵缺陷：交叉Y相和初始ε板条间的点阵失配,交叉丫相{111)面上的滑移,交叉丫相和ε马氏体孪晶之间的点阵过渡区域。(3)研究了晶体取向对ε马氏体交叉反应和ε马氏体变体的选择的影响,结果表明：利用Schmid定律可以很好的预测塑性变形初始阶段ε马氏体变体的取向依赖性；在晶体取向趋于[001]-[101]边界的晶粒中,两8马氏体板条很可能相互交叉而形成交叉γ相和{1 012}马氏体孪晶；而在晶体取向趋于[001]-[111]边界的晶粒中,两ε马氏体板条相交叉更易形成形貌复杂的组织。(4)研究了变形温度对ε马氏体交叉组织的影响,结果表明：随着变形温度的降低,在交叉处部分交叉γ相被新8相取代(即交叉ε相),这是由于随着温度的降低,ε相的热力学稳定性升高,部分交叉γ相形成后将随即发生γ→ε马氏体相变。(5)通过系统的研究Fe-30Mn-4Si-2Al钢中两8马氏体交叉现象,分析可知：实验中观测到的多种交叉产物(交叉γ相,交叉ε相,8马氏体孪晶)都可以通过ε相的热力学稳定性,奥氏体晶体取向以及切变量的大小来解释。(6)观察了Fe-30Mn-3Si-3Al钢中两形变孪晶的交叉组织,结果表明：两形变孪晶之间的碰撞会产生应力集中,当这个应力集中足够大时,会在障碍孪晶内部形成二次孪晶。本研究清楚的阐明了Fe-30Mn-4Si-2Al与Fe-30Mn-3Si-3Al钢在小变形量下的变形机制以及ε马氏体板条交叉机制,并观测了两形变孪晶交叉组织,进一步丰富了Fe-Mn-Si-Al TRIP/TWIP钢的理论研究内容。同时将板条交叉反应与加工硬化联系起来,旨在为汽车用TRIP/TWIP钢的工业应用提供参考。