低密度高强度钢具有低密度、耐腐蚀、高强韧性等良好的综合性能,该类型钢在汽车、军工、建筑等领域具有巨大的应用潜力,同时在汽车轻量化和安全性上也具有广泛的应用前景。在不同类型的低密度钢中,Fe-Mn-Al-C系低密度钢因具有更高的比强度和良好的塑韧性备受研究者们青睐。在Fe-Mn-Al-C低密度钢中加入Ni后,形成了金属间化合物B2相,具有优异的加工硬化行为,这源于非共格B2相的不可剪切特性。而目前针对含Ni奥氏体基低密度钢微合金化及强化机制鲜有研究。同时考虑到含Ni奥氏体基低密度钢是新开发的,对各种热变形参数对变形行为和显微组织的影响缺乏基本认识。因此,本文开发了一种屈服强度高于1350 MPa级别的低密度高强钢,并对不同Ni含量的三种实验钢进行热压缩变形,研究其热变形行为并优化工艺参数,为热轧工艺参数的制定提供理论依据;系统研究了低密度钢热轧态组织和力学性能及强化机理。期望这些研究可以为低密度高强钢新材料的工业化提供理论基础与数据支持。本论文主要获得了以下研究结果:对三种奥氏体基低密度实验钢在变形速率0.01～10 s-1及变形温度900℃～1050℃条件下进行了热压缩实验,表明随着变形温度的升高及应变速率的提高,实验钢再结晶程度均增加,当完全再结晶后,随着温度的增加,再结晶晶粒尺寸有所长大。在一定变形温度下,随着,动态再结晶程度越明显,再结晶晶粒尺寸减小。结合实验钢微观组织及热加工图来看,在高温低应变速率区域,可以获得较好的热加工性能,并且随着Ni含量的变化热加工图的失稳区域也在变化。得出实验钢的最佳热加工工艺范围是:0Ni钢:变形温度1000～1050℃、变形速率0.03～0.3 s-1之间;3Ni钢:变形温度为1030～1050℃、变形速率0.08～0.3s-1之间;5Ni:变形温度为970～1000℃、变形速率0.01～0.03 s-1和变形温度为1030-1050℃、变形速率0.1～0.2 s-1之间。显微观察表明,三种钢中均含有B2结构的纳米级析出相以及κ-carbide和MC第二相,其强度取决于第二相析出物的含量,且含Ni钢中的B2相的类型为Ni Al型B2相。随着Ni含量的增加,热轧钢的抗拉强度、屈服强度和硬度均呈上升趋势,5Ni钢力学性能最优,屈服强度超过1350 MPa,比0Ni钢高116 MPa,主要归因于5Ni钢中较多B2相的含量（16.9%vs 5.7%）。0Ni、3Ni、5Ni实验钢中各强化机制对钢屈服强度计算值分别为1105 MPa、1202 MPa和1280 MPa,钢的屈服强度的理论计算与实际测量值略有误差,低于实际测量值,估计为奥氏体晶间κ相为奥氏体也提供了一定的强度贡献。钢中强化类型以沉淀强化机制为主,理论计算得到MC相对实验钢的屈服强度的贡献分别为380 MPa、322 MPa、364MPa以及B2相为实验钢屈服强度的贡献量分别为110 MPa、242 MPa和358 MPa,可见,通过在低密度钢中增加Ni后形成Ni Al型B2相显著提升了实验钢的强度。