中锰钢具有优异塑性的同时兼顾较高的强度,在汽车高强结构件应用方面前景广阔。但传统中锰钢中较高的锰元素含量（5%～12%Mn）造成了连铸偏析、轧制开裂及退火窗口窄等一系列的工业技术瓶颈。因此,在保证性能的同时,降低中锰钢中的锰含量,对推动中锰钢商业化生产和应用具有积极意义。本文以低锰系微合金化3Mn-TRIP（0.27C-3.5-Mn-1.3Al-1.8Si-0.2V）钢为对象,研究了不同冷轧、热轧及临界区退火工艺下实验钢的组织形貌、元素配分、奥氏体稳定性及力学性能特征。本文的主要工作和结论如下:（1）采用热力学模拟和热膨胀实验研究了实验钢相变行为,结果表明,760℃临界区退火时,室温下获得残余奥氏体的体积分数最大值为31%。热膨胀实验测得实验钢Ac1为681℃,Ac3为967℃。确定最佳退火区间为700～830℃。（2）冷轧钢经730℃退火10 min,屈服强度为726 MPa,抗拉强度为1020 MPa,断后延伸率为35.5%,强塑积可达36.2 GPa·%。830℃退火5 min+740℃退火5 min工艺下,力学性能表现优异,屈服强度为738 MPa,抗拉强度为996 MPa,断后延伸率为41.2%,与一步退火相比,两步退火组织中奥氏体颗粒更加细小,部分颗粒内部可见纳米级板条铁素体,元素富集程度进一步提高,奥氏体稳定性有所增强。室温残余奥氏体体积分数提升约4.7%,碳化钒析出强化对提升实验钢屈服强度有利。两步退火工艺等温时间较短,力学性能优异,显示出良好的商业化生产和应用潜力。（3）研究了一步和两步退火工艺对热轧实验钢组织演变及力学性能的影响规律,结果表明:与一步退火相比,两步退火奥氏体板条尺寸更加细小,同时促进了碳、锰元素在奥氏体中的富集,细小块状的奥氏体在原奥晶界出形核长大。多形态的奥氏体分布、更高的残余奥氏体含量及转变率,在变形过程中持续发生TRIP效应,促使两步退火实验钢断后延伸率提升了约10%。（4）对比热轧与冷轧实验钢两步退火的组织和性能结果,可以看出:冷轧退火组织中奥氏体形貌主要呈等轴状,可见少量板条状特征,残余奥氏体最大含量为25.4%,而热轧退火组织中奥氏体则主要以细小板条特征为主,可见少量块状特征,残余奥氏体最大含量为28.7%。热轧两步退火组织中特有的细小板条结构促进了元素配分,提高了残余奥氏体稳定性,提升了材料的强塑性指标,同时拉伸曲线呈连续屈服特征。