【摘要】：相變誘發(fā)塑性鋼是一種備受青睞的汽車用鋼,通過(guò)相變誘發(fā)塑性(TRIP)效應(yīng)使鋼板中殘余奧氏體在塑性變形作用下誘發(fā)馬氏體相變,并產(chǎn)生局部硬化,同時(shí)相變均勻擴(kuò)散提高鋼板的強(qiáng)韌性、延展性和抗震性。將晶體塑性理論與有限元法相結(jié)合建立晶體塑性有限元模型,能夠通過(guò)位錯(cuò)滑移和形變孿生對(duì)材料塑性變形的本質(zhì)進(jìn)行研究。本研究采用基于相變模型的晶體塑性有限元方法,在考慮滑移和孿生的變形機(jī)制下,建立描述TRIP鋼中殘余奧氏體力學(xué)行為與晶格特征的數(shù)值模型,借助于ABAQUS/UMAT二次開(kāi)發(fā)平臺(tái),模擬TRIP單晶單向拉伸中的相變特點(diǎn)、組織演變規(guī)律及奧氏體初始取向?qū)︸R氏體轉(zhuǎn)變的微觀影響機(jī)制;同時(shí)對(duì)多晶TRIP鋼在不同加載方式下的織構(gòu)演變進(jìn)行模擬,以期揭示TRIP鋼微觀組織與力學(xué)性能之間的關(guān)系,深入理解馬氏體相變的微觀機(jī)制。主要研究?jī)?nèi)容如下:在考慮滑移和孿生變形機(jī)制的晶體塑性理論基礎(chǔ)上,建立基于應(yīng)力準(zhǔn)則的馬氏體相變本構(gòu)關(guān)系晶體塑性有限元模型。在室溫下進(jìn)行TRIP鋼的單向拉伸模擬,所獲得的應(yīng)力應(yīng)變曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合,表明本研究所建的模型能夠較為準(zhǔn)確地描述TRIP鋼的馬氏體相變過(guò)程。TRIP鋼單晶拉伸變形初期,首先在固定的端面四角處出現(xiàn)應(yīng)力集中,導(dǎo)致局部的應(yīng)力達(dá)到奧氏體的屈服應(yīng)力,使得奧氏體產(chǎn)生塑性應(yīng)變,在約5%應(yīng)變時(shí)開(kāi)始發(fā)生馬氏體相變。隨著應(yīng)變程度的增加,應(yīng)力集中區(qū)域由中部向拉伸方向延伸,馬氏體的體積分?jǐn)?shù)也逐漸增大,直至整個(gè)晶粒上半部發(fā)生轉(zhuǎn)變,且應(yīng)變達(dá)到40%左右時(shí)馬氏體體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值。奧氏體晶粒的初始取向不同時(shí),其馬氏體相變的起始應(yīng)變及最大馬氏體體積分?jǐn)?shù)有所差異,屈服應(yīng)力較高的晶粒取向其馬氏體轉(zhuǎn)變量的最大值也越大,且開(kāi)始發(fā)生相變的初始應(yīng)變?cè)叫�。馬氏體相變的難易受奧氏體初始取向的影響,相比于硬取向的[112](Brass)和[201](Copper)奧氏體晶粒,軟取向的[110](Cube)、[101](Goss)和[110](Rotated goss)奧氏體內(nèi)因?qū)\生系啟動(dòng)所需剪切應(yīng)變較低,孿生速率更快,孿晶累計(jì)剪切應(yīng)變更高,更容易促進(jìn)馬氏體的形成。TRIP多晶模型拉伸過(guò)程中,殘余奧氏體在變形初相變量較少,之后才逐漸增加,而單晶模型中在較小應(yīng)變條件下也能出現(xiàn)部分馬氏體相變。對(duì)不同應(yīng)變條件下拉伸后的多晶TRIP鋼進(jìn)行形變織構(gòu)分析,得到的{111}極圖與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
【圖文】：

[13]。圖1.1 各鋼種屈服強(qiáng)度與延伸率關(guān)系圖[13]現(xiàn)今汽車制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)是通過(guò)降低車身重量來(lái)降低燃油消耗從而達(dá)到減少溫室氣體排放的目的。另外，提高汽車性能和改善汽車安全性也不能忽視。研究者通過(guò)優(yōu)化合金元素和改善熱處理制度，開(kāi)發(fā)出相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP 鋼）以滿足

hing and partitioning）、兩階段熱處理的 TRIP-dual 工藝以及超快加熱和冷Flash proeess））；開(kāi)發(fā)具有超細(xì)貝氏體顯微組織的高強(qiáng)鋼等[15]。傳統(tǒng) TR進(jìn)首先是通過(guò)微合金化對(duì) TRIP 鋼進(jìn)行細(xì)晶強(qiáng)化，來(lái)獲得抗拉強(qiáng)度達(dá)Pa，延伸率為 20%以上的鋼。其次，改進(jìn) TRIP 鋼熱處理工藝，即擴(kuò)大貝溫度范圍。Q&P 工藝是 2003 年美國(guó)的 John G Speer 提出的，，是一種可用氏體基體 TRIP 鋼的工藝。這種工藝重新認(rèn)識(shí)和理解了碳元素在奧氏體/馬組織中的擴(kuò)散規(guī)律[16]。經(jīng) Q&P 化理后獲得了碳含量較低的板條馬氏體和膜狀殘余奧氏體兩相組織，殘余奧氏體分布在馬氏體板條間。Q&P 鋼可拉強(qiáng)度 800-1500MPa、延伸率 15%-30%的力學(xué)能范圍。除了 Q&P 鋼外，提出了一種 TRIP-dual 鋼，這種鋼是先加熱至單相奧氏體相區(qū)，快冷到一溫獲得可獲得基體貝氏體＋殘余奧氏體或基體馬氏體+殘余奧氏體的組織可以獲得高強(qiáng)度高延伸率的配比。目前，比較接近于第 3 代 AHSS 鋼的研是新型貝氏體鋼、Q&P 鋼和改進(jìn) TRIP 鋼的開(kāi)發(fā)。同時(shí)，其它方向的研究探索之中[17]。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG142.1

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3 王連方;;信息科技學(xué)科知識(shí)在TRIP課程中的重構(gòu)[J];上海教育;2018年09期

4 張明亞;朱伏先;段爭(zhēng)濤;曾周q

本文編號(hào)：2640074