فولادهای زنگ نزن آستنیتی به دلیل مقاومت به ضربه (چقرمگی) و خوردگی بالایی که دارند در صنایع مختلف کاربردهای وسیعی را به خود اختصاص داده اند، این در حالی است که استحکام آنها نسبتا کم می باشد. برای بدست آوردن ساختاری با استحکام بالا روشهای معمول استحکام بخشی باعث کاهش شدیدی در چقرمگی و خواص خوردگی آنها می گردند، لذا برای حفظ هر دو مولفه استحکام و چقرمگی محققان در دهه اخیر روشهای ترمومکانیکی را معرفی نمودند. در این روشها با بهره گیری از تغییر شکل پلاستیکی و سپس اعمال آنیل مناسب سعی بر نانو ساختار کردن یا فوق ریز دانه نمودن این نوع از فولاد ها می گردد. در این پژوهش با استفاده از یک فرآیند ترمومکانیکی سه مرحله ای و همچنین محاسبه پارامترهای دما، زمان و میزان کرنش مناسب سعی بر دستیابی به ساختاری با اندازه دانه هایی در حدود چند صد نانومتر شده است. برای این منظور فولاد زنگ نزن آستنیتی l 304 در محدوده کرنش 3/2 -69/0 نورد سرد گردید تا ساختاری مارتنزیتی حاصل گردد، سپس در شرایط مختلفی از دما و زمان، آنیل صورت گرفت. نتایج نشان میدهند که دما و زمان مناسب به ترتیب برابر c° 750 و 5 دقیقه می باشد، وابستگی معکوسی نیز بین میزان کرنش و اندازه دانه مشاهده گردید. در بیشترین میزان کرنش اعمالی، اندازه دانه های آستنیت بازگشت یافته در محدوده 500-100 نانومتر بدست آمد. همچنین نتایج نشان می دهند که مورفولوژی آستنیت بازگشت یافته و مکانیزم این بازگشت تحت شرایط اعمال شده کاملا به میزان کرنش وابسته می باشد. مورفولوژی آستنیت بازگشت یافته در کرنش های کم بصورت تیغه ای و در کرنش های زیاد بصورت دانه های هم محور می باشد. برای بررسی اثر تعداد سیکلهای عملیات ترمومکانیکی چند مرحله ای بر اندازه دانه نهایی از سه سیکل استفاده گردید، در نتیجه ارتباط مستقیمی بین اندازه دانه ها و تعداد سیکل های عملیات ترمومکانیکی مشاهد شد. چنانکه با افزایش تعداد سیکل ها (نسبت به نمونه ای که تحت عملیات ترمومکانیکی یک مرحله ای قرار گرفته بود) اندازه دانه ها نیز بزرگتر می گردد این در حالی است که ساختار نهایی به سمت دوگانه شدن اندازه دانه ها پیش می رود.