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通过热机械控制(TMCP)-回火、淬火-分配(Q-P)两种组织调控工艺，对经济型Fe-Mn-Si-Cr低碳低合金钢进行热处理，分别得到了板条贝氏体/残余奥氏体(B/A)、板条马氏体/残余奥氏体(M/A)多尺度细化亚稳高强复相钢。运用X射线衍射(XRD)分析了两种试样的相组成，运用原子力显微镜(AFM)及电子背散射衍射(EBSD)分析了显微组织特征及多尺度细化行为，对比分析了组成相强塑性的纳米压痕力学行为、动态冲击韧性以及强、韧化机理。研究结果表明：残余奥氏体体积分数在两类复相钢中基本相同，XRD分析表明，B/A中为9.1%，M/A中为8.3%；残余奥氏体以非连续薄膜状分布于B、M板条界上；残余奥氏体厚度细化到亚微米级，AFM分析表明，B/A中厚度为100～200nm，M/A中厚度略大于100nm。B/A中B板条亚结构细化到纳米级。AFM分析表明，B板条的亚板条宽度小于100nm。M板条、B板条宽度细化到亚微米级。AFM分析表明，B/A中，板条的宽度为200～300nm，M/A中，板条的宽度为100～200nm。板条束等效晶粒尺寸细化到微米级。EBSD分析表明，对于大角度晶界（位相差大于10），B/A中贝氏体板条束等效晶粒直径较低，为1.20μm，M/A试样中马氏体板条束等效晶界晶粒直径为2.25μm。M/A的强度指标高于B/A。组织组成物的纳米压痕试验表明，B/A中，贝氏体、贝氏体-残余奥氏体界面的硬度分别为6.93GPa、6.71GPa，M/A中，马氏体、马氏体-残余奥氏体界面的硬度分别为9.37GPa、8.24GPa；B/A中，贝氏体、贝氏体-残余奥氏体界面的弹性模量分别为292GPa、286GPa，M/A中，马氏体、马氏体-残余奥氏体界面的弹性模量为292GPa、289GPa。B/A的塑性指标高于M/A。组织组成物的纳米压痕试验表明，B/A中，贝氏体压痕应变量为0.163nm/nm，贝氏体-残余奥氏体界面的压痕应变量为0.222nm/nm；M/A试样中马氏体的压痕应变量为0.136nm/nm，马氏体-残余奥氏体界面的压痕应变量为0.166nm/nm；加工硬化曲线分析表明，贝氏体/奥氏体界面、马氏体/奥氏体界面的曲线出现加工硬化平台，证明了亚稳残余奥氏体产生了相变诱发塑性(TRIP)效应。B/A的韧性高于M/A。示波冲击试验表明，总冲击功为63.1J，裂纹扩展功与总冲击功之比为0.37，动态断裂韧度为50.9MPa/m0.5；M/A试样为脆性断裂，M/A试样的总冲击功(AKV)为22.1J，裂纹扩展功与总冲击功之比为0.33，动态断裂韧度(KId)为12.05MPa/m0.5。组织与亚组织的多尺度细化，以及板条界上亚微米级残余奥氏体的存在，增强了裂纹萌生抗力以及裂纹扩展的阻力，提高了韧性。