高熵合金作为新世纪最具潜力的合金材料,引起了世界各国研究人员的兴趣,目前高熵合金的研究发展极为迅速,研究成果相继涌现,已经开发出许多具有特殊性能的高熵合金。然而在这些高性能高熵合金中大部分都含有昂贵的合金元素Co、V等,极大限制了工业生产大规模使用,因此本研究立足于开发低成本、高性能的铁基高熵合金,以满足对实际应用的需求。本文通过相图模拟、热力学参数及层错能计算开发出一种不含Co的亚稳型铁基高熵合金Fe50Mn20Cr20Ni10,并且研究了其微观组织、力学性能及变形机制之间的关联。研究结果表明真空感应熔炼得到的铸锭经过1200℃均匀化处理6 h后为单相面心立方结构（FCC）,合金组织为等轴晶,晶粒尺寸约为100μm。然后在室温298 K下,合金展现出优异的力学性能,屈服强度为300 MPa,抗拉强度为550 MPa,延伸率为60%,加工硬化指数为0.41。通过高分辨透射电子显微镜（TEM）分析合金的变形机制为高密度位错和变形孪晶的交互作用,并利用Labusch模型准确预测了合金的屈服强度值。在低温77 K下,合金同样展现出优异的力学性能。由于低温下合金的层错能降低,更容易达到马氏体相变的临界应力值,因此,合金展现出优异的加工硬化行为。通过TEM表征到位错-位错、位错-变形孪晶、位错-马氏体之间的交互作用,进一步肯定了马氏体相变对合金力学性能的重要作用。随后对单相面心立方（FCC）结构的Fe50Mn20Cr20Ni10高熵合金进行冷轧退火处理,即冷轧70%之后分别在1073 K、1173 K、1273 K温度下退火1 h。然后使用TEM和扫描能谱（SEM-EDS）详细研究了合金微观组织结构的演变、力学性能的变化及其变形机制。研究结果表明经过冷轧退火处理之后的1073 K、1173 K、1273 K试样,在FCC结构的γ基体上析出了富Cr的金属间化合物σ相,呈现（FCC+σ）双相结构。在室温298K和低温77 K下拉伸变形之后的TEM分析表明在室温下金属间化合物σ相几乎不发生塑性变形,只承担极其微小的一部分应变,仅在相界面处堆积了部分位错。然而在低温77 K拉伸过程中σ相却会发生明显的剪切变形,而且在其内部塞积了浓密的位错团。因此,基于硬质第二相（σ相）的存在所引起的析出强化和背应力硬化能够使合金拥有非常优异的力学性能。