高锰钢具有较高的强度,较好的塑性、韧性,非常强的加工硬化能力和优异的成形性能。高锰钢以其全面的综合力学性能,备受世界材料研究者的关注。高锰钢在各个工业领域都有非常广泛的应用潜力,尤其是在汽车用钢、耐磨钢和低温环境用钢等领域。然而目前高锰钢的应用还存在许多问题,其中一个重要的问题是其屈服强度较低,大部分高锰钢屈服强度低于400MPa,在受到外界载荷作用时很容易发生变形、失稳。并且目前高锰钢变形的机制还不明确,虽然大部分高锰钢研究者认为高锰钢高加工硬化能力是来源于孪晶的产生对位错的运动起到阻碍作用,但也有研究者用实验证实动态应变时效是实际作用机制,孪晶只是变形的副产物。目前,高锰钢的冷加工研究主要集中于冷轧,大家对高锰钢的温成形研究相对较少。本实验利用温轧工艺,制备出高强、高硬的高锰钢,并具备良好的强韧性匹配,同时探讨其强韧性机制。论文得出的主要结果如下:（1）利用热力学计算模型研究了 Fe-Mn-C系高锰钢层错能随成分和温度的变化规律。在原有的层错能热力学计算模型基础上,并根据查阅到的参数,得到了层错能计算具体方程。基于该模型计算方程,绘制了锰含量在15～45wt.%,碳含量在0～1.1wt.%之间的高锰钢层错能与组元含量和温度的等层错能曲线。根据模型计算发现,随着碳、锰含量的增大,Fe-Mn-C系高锰钢的层错能增大;随着温度升高,高锰钢层错能增大。针对实验钢,计算了其层错能与温度的关系,得到了温度与变形机制之间对应关系:温度小于260K时,实验钢变形机制为应变诱导ε马氏体相变+位错滑移机制;温度在260K～435K时,实验钢变形机制为TWIP机制;当温度大于435K时,实验高锰钢变形机制为位错滑移机制。（2）研究了高锰钢的组织演变及力学性能随温轧变形量之间的关系。根据层错能制定了温轧工艺:轧制温度为350℃,变形量为25%～69%。研究发现,温轧高锰钢的组织为全奥氏体变形组织,没有发生TRIP效应,变形组织中出现大量细长、平直的变形孪晶。通过XRD测量了温轧高锰钢的位错密度,发现随着变形量增大,位错密度也增大。温轧高锰钢的硬度、强度随着轧制变形量的增大而逐渐增大。在变形量69%时,高锰钢强度、硬度达到最大,屈服强度为1510MPa,抗拉强度为1580MPa,硬度为52.4HRC。温轧高锰钢韧性随着变形量增大而减小,69%变形量时其常温冲击功为97.2J,低温冲击功为64J,有较好的韧性。冲击断裂为韧性断裂和准解理断裂的混合型断裂。（3）研究了温轧温度对高锰钢的影响。研究发现,提高轧制温度高锰钢组织仍为严重的变形组织,组织中包含着大量的变形孪晶。随着轧制温度升高,高锰钢的硬度降低,韧性有所提高。在变形量达到58%后,继续增大温轧的变形量不会提高高锰钢的硬度。