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钢铁工业是国民经济的重要支撑行业。近20年来，我国钢铁工业投入了大量资金，生产能力得到迅速增长。随着科学技术的不断发展，钢铁产品应用到了汽车、机械制造、电器及电子等多个行业。目前，我国汽车工业已经进入了发展的快车道，汽车工业的发展对高强度钢的应用的驱动力越来越大，而且汽车工业对轻量化、安全、环境、排放、成本控制及燃油经济性要求越来越高，这就驱使汽车工业采用一些高强度轻量化材料。
在不使用其他替代材料的情况下，采用减薄的高强度钢板成为必然选择。现在越来越多的高强度钢(HSS)和超高强度钢(UHSS)被用来代替传统的低碳钢。
TRIP钢即相变诱导塑性钢，是Transformation Induced Plasticity英文的缩写。其本质是钢中奥氏体在变形过程中向马氏体发生相变，在强度提高的同时，伴随较高的塑性，称为相变诱导塑性。由于锰含量能够提高奥氏体的体积分数进而增强TRIP效应，因此国内外近年来对锰的质量分数为15％～30％的高锰钢进行了较多的研究。中、高锰钢中由于孪生变形使其兼具高强度、高塑性的现象称为孪生诱发塑性(Twinning Induced Plasticity，简称TWIP)。TWIP钢主要是高锰钢，它的锰的质量分数在15％～30％之间，通过在Fe-Mn二元合金中加入合金元素来影响该合金的相稳定性进而产生孪生变形和机械性能的改变。
本文对锰含量在14％～31％之间的高锰钢进行了研究，希望可以获得综合性能良好的新型TRIP/TWIP钢。
本文以锰含量为14.8％、18.8％、23.8％和31.1％的四种不同成分的高锰钢作为研究对象，测试了不同成分、不同变形量下的力学性能并对微观组织进行了观察分析，另外还对含锰量较高的两种实验钢进行了成形极限研究，为开发综合性能良好的高强度、高塑性钢提供参考。
本文主要的实验内容及结果包括：
(1)对四种成分的实验钢进行了拉伸实验，测试了随着成分的变化实验钢力学性能的变化规律。实验结果表明：随着锰含量增多，实验钢的塑性提高，强度则降低。随着锰含量由14.8％逐步上升至18.8％、23.8％、31.1％，实验钢的延伸率也逐渐上升，分别为41.8％、75.0％、85.2％和92.0％；相应的抗拉强度则从总体上呈下降趋势，分别为945MPa、797MPa、597MPa和665MPa。
(2)对实验钢进行了初始应变速率为10<-3>/s的室温拉伸实验，分析了变形量对实验钢拉伸变形过程中组织与力学性能的影响。对实验钢拉伸变形前后的组织进行光学显微组织观察、TEM组织观察、X射线衍射等分析测试后，确定了实验钢在不同的变形阶段的变形机制。结果表明：锰元素的含量低于20％时，变形过程中发生的主要为TRIP效应；随着锰含量的逐步上升，TWIP效应逐步占据了主导地位；当锰含量上升至30％以上时，TWIP效应完全取代了TRIP效应，成为最主要的变形机制。随着锰含量的增多，TWIP效应逐渐占据主导，塑性显著提高。
(3)对含锰量较高，分别为23.8％和31.1％的实验钢进行了成型极限实验，得到其成型极限曲线(Forming Limit Curve，缩写为FLC)。实验结果表明：两种实验钢都达到了比较理想的FLD<,0>值，具有良好的成形性。锰含量23.8％的实验钢的FLD<,0>值为45％；锰含量31.1％的实验钢的FLD<,0>值为50％。随着n值、r值、延伸率的升高，FLD<,0>也应该随之升高。由于后者的延伸率较前者高出许多，使得锰含量31.1％的实验钢的FLD<,0>在n值r值略低的情况下，达到了更高的数值。