針對TRIP鋼變形過程中亞穩(wěn)組織演變進行模擬分析,根據(jù)單向拉伸、雙相拉伸和平面應變等試驗的特點,采用ABAQUS建立有限元模型,基于代表性體積元研究不同變形過程中的應力應變分布、宏觀變形行為以及殘余奧氏體轉變對微觀力學行為的影響。結果表明:殘余奧氏體轉變在雙軸拉伸下快于平面應變狀態(tài),平面應變狀態(tài)快于單軸拉伸應變狀態(tài);各種應變狀態(tài)下在小變形區(qū)域應力主要集中在初始"硬相"貝氏體上,而隨著變形的繼續(xù),殘余奧氏體將逐漸轉變?yōu)轳R氏體;單軸拉伸狀態(tài)下"軟相"鐵素體在前期的塑性應變較高,而隨著應變量的增大,鐵素體發(fā)生明顯的加工硬化,與貝氏體的強度差減小,應變集中程度降低;雙軸拉伸狀態(tài)下該現(xiàn)象更加明顯,沒有出現(xiàn)明顯的應變集中。 

【文章來源】：塑性工程學報. 2020,27(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

TRIP690組織及RVE模型(a)顯微組織(b)組織構成(c)RVE模型

由于ABAQUS軟件不能直接輸出模型的應力-應變曲線[9]，為模擬TRIP690鋼的RVE模型單軸拉伸過程，將x軸位移除以模型的初始邊長，得到x方向各個時間的工程應變，然后再轉換為真實應變，同時通過模擬結果，后處理得到右側邊界各個時間的真實應力，最后得到RVE模型的宏觀應力-應變曲線與拉伸試驗的對比，如圖2所示�？梢钥闯觯M結果與實際拉伸試驗有誤差，這是因為在TRIP690鋼變形過程中不僅各相的本構對RVE模型有影響，而且還涉及到殘余奧氏體的相變，相變過程更加復雜，其中殘余奧氏體的穩(wěn)定性影響因素較多，根據(jù)馬氏體相變動力學模型確定的臨界閾值參數(shù)也不能準確反映每個奧氏體晶粒的轉變臨界值，所以得出的宏觀應力應變有部分誤差。通過RVE模型及馬氏體相變動力學的子程序導入，得出TRIP690鋼在單軸拉伸過程中的殘余奧氏體轉變情況。圖3所示為變形量分別為6.9%、13.2%、27.3%和30%時RVE模型的殘余奧氏體及馬氏體的分布情況，可以看出殘余奧氏體向馬氏體轉變最早發(fā)生在變形量為6.9%時，這是因為在模型中各個奧氏體晶粒的穩(wěn)定性都被設定為了同一個值，相當于取所有奧氏體晶粒穩(wěn)定性的平均值，而實際情況是在變形過程中穩(wěn)定性較差的奧氏體晶粒在小變形量時就已經發(fā)生馬氏體轉變。

同時可以看出，隨著變形的繼續(xù)，殘余奧氏體持續(xù)發(fā)生轉變，新生成的馬氏體含量提高。從圖3a和圖3b中可以看出，最先發(fā)生相變的位置主要是殘余奧氏體組織的尖角處，因為在單軸拉伸過程中這些部位更容易產生應力集中而產生變形。因此為了提高奧氏體的穩(wěn)定性，在材料的制備過程中應盡量使殘余奧氏體均勻分布，并且減少個別細小區(qū)域的存在。同時觀察到，在材料的變形量達到27.3%(圖3c)和30%(圖3d)時，仍有部分殘余奧氏體尚未發(fā)生轉變，這與實際試驗過程中單軸拉伸斷裂試樣極為吻合，通過XRD測量了拉伸試驗斷裂失效部位仍可發(fā)現(xiàn)部分殘余奧氏體存在，說明單軸拉伸變形中殘余奧氏體不會完全轉變。圖4為變形量分別為7.6%、13.2%、26.3%和32.6%時TRIP690鋼在單軸拉伸邊界條件下的Mises應力及等效塑性應變分布。圖5為單軸拉伸的失效形式。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]中錳鋼組織演變規(guī)律與相變誘導塑性行為[D]. 董瑞.北京科技大學 2015



本文編號：3466081