随着汽车行业的发展，在安全性和节能减排上提出了更高的要求，而中锰钢以其低廉的成本和良好力学性能得到了广泛的研究，随着M3（多相(Multiphase)、亚稳(Metastable)、多尺度(Multiscale)）组织调控理论的提出，使得中锰钢热处理工艺有了全新的发展方向。本文以中锰钢（5Mn）为实验材料，通过对中锰钢采取不同的热处理工艺，来分析研究如何通过对组织的调控来提高中钢的力学性能。采用透射电镜TEM、电子背散射EBSD等技术研究了碳化物析出和组织形貌，利用XRD技术测定了残余奥氏体分数，通过拉伸试验、冲击试验对中锰钢的力学性能进行分析表征。以不同加热速度加热至两相区650℃进行5min逆相变退火，发现快速加热既能抑制升温过程中组织的回复和再结晶，也能抑制粗大渗碳体颗粒的析出，能获得较多的残余奥氏体，在不同温度进行等温处理后，在650℃进行退火处理，发现在较低温度等温处理时可析出细小弥散的碳化物并在临界退火时迅速固溶，这些细小弥散的碳化物作为形核核心加速了奥氏体相变，能获得大量的残余奥氏体。在两相区610℃-720℃之间选择不同的温度，对冷轧中锰钢进行10min逆相变退火处理，中锰钢的抗拉强度逐渐增大，延伸率先升后降，强塑积先升后降，在670℃时强塑积可以达到26.96GP%。通过分析中锰钢微观组织和力学性能的关系，快速加热和在较低温度等温使在两相区进行短时间逆相变退火后，获得大量残余奥氏体，另外中锰钢强塑积的变化规律跟残余奥氏体量变化规律一致，这表明残余奥氏体的TRIP效应是获得高强塑的关键因素。