双相钢因具有连续屈服、成形能力好、工作硬化能力高、抗拉强度高、屈强比低等特点，广泛用于汽车用钢。由于铁素体和马氏体强度差别较大，变形时应力、应变在两相间的分配极为不均匀，这种不协调变形会促使材料内孔洞或裂纹的产生，诱发材料的断裂。因此对双相钢的变形协调行为和断裂特性进行深入的研究，把握变形协调的规律和断裂起始的原因，有助于双相钢乃至新一代高强钢的优化设计。本文探索了微观尺度应变测量所使用薄膜的制备方法，在此基础上主要研究了含不同体积分数马氏体的双相钢的应变分配行为以及不同微观形貌的双相钢的断裂特性，另对双相不锈钢的应变分布行为进行了初步探究。首先，探究数字图像相关方法应变测量标记物的制备方法，通过电镀和磁控溅射分别得到粒径0.5~1μm的铟颗粒薄膜和20~100nm的铟锡合金颗粒薄膜，可作为微米级和纳米级尺度应变分析的标记物。其次，双相钢在不同变形量下的微观应变分配规律相似，应变分布都很不均匀，且较大变形量时应变分布不均匀性更为显著；而且较小马氏体体积分数的双相钢中，应变在铁素体和马氏体间分配的不均匀性更显著；微区内都可以观察到一些应变集中的变形带，变形带主要分布在铁素体上，尤其在块状马氏体间的较窄铁素体区域出现的概率比较大，在马氏体上或相界面处也有少量应变集中的变形带；决定双相钢内铁素体塑性变形行为的是铁素体晶粒所处的环境，而不是宏观上铁素体晶粒的施密特因子。双相不锈钢的应变分布远比双相钢均匀，没有变形带的产生；变形量增大时，应变分配规律相似，应变不均匀性稍有增加；奥氏体的晶体取向决定其塑性变形行为，应变集中在取向占优的奥氏体及其附近区域。最后，研究了不同微观形貌双相钢的断裂特性。等效应变图反映的应变集中规律，良好地反映了双相钢表面裂纹源的位置。分级淬火得到粗大块状分布的马氏体，临界区退火得到岛状分布的马氏体，前者韧性优于后者。分析认为，由于前者变形时应变分布更不均匀，铁素体内应变更大，部分相界面的孔洞或马氏体上的裂纹向铁素体扩展时，遭遇铁素体内应变较大的塑性区发生钝化，使铁素体以微孔聚集的方式发生韧性断裂，而后者铁素体内的应变不足以钝化裂纹，发生的是解理断裂，所以前者断口韧窝更多，韧性更好。