第三代汽车用钢的开发与应用为汽车轻量化提供了必要前提,尤其是为提升新能源汽车的续航里程提供了较大空间。然而,在降低汽车自身重量的同时,必须保证车身的安全性,因此在第三代汽车用钢的开发中,如何在获得超高强度的前提下进一步提升其塑性,一直是国内外研究学者和汽车行业关注的研究热点之一。本文以新型低成本汽车用钢20Mn2Cr为研究对象,采用SEM、EDS、EBSD、TEM和硬度测试、室温拉伸等手段,分析了连退过程中的再结晶退火、奥氏体化温度、时效温度、回火温度及冷却速度等热处理参数对20Mn2Cr冷轧板组织特征和显微硬度的影响规律,并在此基础上提出了该钢种的较优热处理工艺;针对典型热处理工艺,具体分析了20Mn2Cr钢超高强度条件下的塑性提升机理,为开发新型高强塑积汽车用钢及其热处理工艺提供科学依据。研究结果表明:1)20Mn2Cr冷轧板显微硬度为274.3HV。随着奥氏体温度（800～1000℃）的提高,20Mn2Cr钢的显微硬度逐渐增大,其中900℃奥氏体化时显微硬度达293.3HV,当奥氏体化温度进一步提高时,显微硬度虽略有增加,但奥氏体晶粒粗化且马氏体板条粗化,这均不利于塑韧性的提升。奥氏体化处理后取出空冷至稍高于贝氏体转变温度,再将试样放入炉中进行保温处理有利于贝氏体组织形成,可达到提升塑性的目的。奥氏体化处理前的再结晶退火可细化原奥氏体晶粒和马氏体板条,再结晶退火后的水淬可防止再结晶晶粒的长大。回火过程中马氏体组织发生分解,并析出大量尺寸约50～300nm的第二相粒子。随着回火温度的提升,钢板的显微硬度呈先上升后下降的趋势,并在400℃时达到峰值为380.0 HV。回火后快冷可以防止第二类回火脆性,但会增加应力而降低塑韧性。基于上述研究,确定20Mn2Cr钢两个典型热处理工艺为T1:550℃/1h空冷+900℃/2min水淬至室温+400℃/10min水淬和T2:550℃/1h水淬+850℃/2min空冷11s+300℃/10min空冷。2)T1热处理条件下获得的显微组织主要是马氏体,马氏体组织增强显著,显微硬度达到380.0HV,抗拉强度1300MPa,断后伸长率为10.03%,强塑积为13.04 GPa?%。拉断试样呈解理+韧窝混合型断口形貌。T2热处理条件下获得的组织是贝氏体+铁素体+少量马氏体的多相组织,显微硬度为296.5HV,抗拉强度为938MPa,断裂伸长率为19.21%,强塑积达18.02 GPa?%,拉伸断口为典型的韧性断裂。对T1、T2的精细结构进行对比分析,结果表明:经T1处理的组织形态主要呈板条状,T2处理的组织形态则是较“软”的均匀块状晶粒;T2平均晶粒尺寸（1.076μm）比T1（1.507μm）小40.06%,有利于阻碍裂纹扩展;且T2的原奥尺寸（5.27μm）比T1（7.11μm）小34.9%,相变产生的马氏体和贝氏体板条也细小,有利于改善延展性和韧性;T2的残余奥氏体含量约3.14%,明显高于T1的0.0791%,变形时能避免局部应力集中降低塑性。故T2的塑性较好,较之T1几乎翻倍。3)T1、T2中都有大量的第二相粒子析出（体积分数>10%）,通过EDS和TEM成分分析可知,颗粒状第二相部分为Cr的第二相,棒状第二相是渗碳体。第二相粒子以绕过机制产生的沉淀强化对T1、T2屈服强度的理论贡献值为290.64MPa、138.16MPa,占实际总屈服强度的25.7%、19.6%,第二相强化效果显著。但第二相粒子也易在钢中引发微裂纹,棒状粒子受到外力时容易沿尺寸较小的方向发生断裂。在晶界处析出,拉伸时容易成为裂纹扩展路径,降低塑性。