【摘要】：TWIP鋼能夠充分發(fā)揮孿生相變誘發(fā)塑性(TWinning/TRansformation Induced Plasticity,TWIP/TRIP)效應,為解決增強增塑的矛盾指明了方向。該鋼是依靠滑移、孿生和馬氏體相變多機制耦合誘發(fā)塑性,掌握細觀多機制耦合機理及TWIP與TRIP效應協(xié)調實現(xiàn)高強高塑是亟需解決的問題之一。本文建立了考慮TWIP與TRIP效應的晶體塑性本構模型,系統(tǒng)研究了細觀多機制競爭和耦合及其對宏觀增強、增塑的影響規(guī)律,拓展應用于微拉深制耳演化過程。本文的主要研究工作如下:以典型Fe-Mn-Si-Al系高錳TWIP鋼為研究對象進行了宏微觀實驗,研究揭示了塑性變形中孿生演化過程并確定了孿晶片層在大角度晶界處形核。通過分析變形織構組分的穩(wěn)定性,表明孿生對銅型與黃銅型織構影響較大。針對TWIP與TRIP效應協(xié)調作用機制,建立了耦合滑移、孿生和馬氏體相變的晶體塑性本構模型。該模型考慮馬氏體晶體結構、形態(tài)對其動力學進行了描述,并加權耦合至塑性速度梯度;引入馬氏體相變驅動力判斷相變系的激活,馬氏體相變體積分數(shù)演化描述相變的流動法則。該模型較好地反映了 TWIP與TRIP效應作用下應變硬化行為。揭示了高錳TWIP鋼塑性變形中是以馬氏體相變?yōu)橹鲗У挠不Ｊ?相變和孿生依次誘發(fā)應力陡降。針對TWIP效應易于誘發(fā)大塑性變形的特點,建立了嵌入階段式硬化拓展法則的耦合滑移和孿生的晶體塑性本構模型。該模型的滑移阻力演化對初始硬化、硬化陡降和二次滑移硬化三階段進行描述。較好地再現(xiàn)了 TWIP效應作用下階段式硬化行為�；谠撃Ｐ脱芯拷沂玖嘶坪蛯\生激活量主導初始硬化;孿晶體積分數(shù)飽和值導致應力陡降;孿晶區(qū)滑移系再次激活誘發(fā)二次硬化。針對微尺度晶粒及幾何尺寸影響塑性滑移的機制,將尺寸度量因子與滑移阻力關聯(lián)引入耦合滑移和孿生的晶體塑性本構模型,提出了適用于板材微成形的耦合尺寸效應的模型。應用于分析典型高錳TWIP鋼微拉深過程制耳演化的尺寸效應和取向效應。結果表明,制耳輪廓顯著性與尺寸度量因子成正相關;制耳高度受高斯型取向影響最大;制耳輪廓對稱分布是由滑移系的對稱激活導致。
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1

【參考文獻】

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本文編號：2598685