針對(duì)TRIP鋼變形過(guò)程中亞穩(wěn)組織演變進(jìn)行模擬分析,根據(jù)單向拉伸、雙相拉伸和平面應(yīng)變等試驗(yàn)的特點(diǎn),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(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變分布、宏觀變形行為以及殘余奧氏體轉(zhuǎn)變對(duì)微觀力學(xué)行為的影響。結(jié)果表明:殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?cè)陔p軸拉伸下快于平面應(yīng)變狀態(tài),平面應(yīng)變狀態(tài)快于單軸拉伸應(yīng)變狀態(tài);各種應(yīng)變狀態(tài)下在小變形區(qū)域應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)變較高,而隨著應(yīng)變量的增大,鐵素體發(fā)生明顯的加工硬化,與貝氏體的強(qiáng)度差減小,應(yīng)變集中程度降低;雙軸拉伸狀態(tài)下該現(xiàn)象更加明顯,沒(méi)有出現(xiàn)明顯的應(yīng)變集中。 

【文章來(lái)源】：塑性工程學(xué)報(bào). 2020,27(08)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

TRIP690組織及RVE模型(a)顯微組織(b)組織構(gòu)成(c)RVE模型

由于ABAQUS軟件不能直接輸出模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線[9]，為模擬TRIP690鋼的RVE模型單軸拉伸過(guò)程，將x軸位移除以模型的初始邊長(zhǎng)，得到x方向各個(gè)時(shí)間的工程應(yīng)變，然后再轉(zhuǎn)換為真實(shí)應(yīng)變，同時(shí)通過(guò)模擬結(jié)果，后處理得到右側(cè)邊界各個(gè)時(shí)間的真實(shí)應(yīng)力，最后得到RVE模型的宏觀應(yīng)力-應(yīng)變曲線與拉伸試驗(yàn)的對(duì)比，如圖2所示�？梢钥闯�，模擬結(jié)果與實(shí)際拉伸試驗(yàn)有誤差，這是因?yàn)樵赥RIP690鋼變形過(guò)程中不僅各相的本構(gòu)對(duì)RVE模型有影響，而且還涉及到殘余奧氏體的相變，相變過(guò)程更加復(fù)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(dòng)力學(xué)模型確定的臨界閾值參數(shù)也不能準(zhǔn)確反映每個(gè)奧氏體晶粒的轉(zhuǎn)變臨界值，所以得出的宏觀應(yīng)力應(yīng)變有部分誤差。通過(guò)RVE模型及馬氏體相變動(dòng)力學(xué)的子程序?qū)耄贸鯰RIP690鋼在單軸拉伸過(guò)程中的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變情況。圖3所示為變形量分別為6.9%、13.2%、27.3%和30%時(shí)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(zhuǎn)變最早發(fā)生在變形量為6.9%時(shí)，這是因?yàn)樵谀Ｐ椭懈鱾�(gè)奧氏體晶粒的穩(wěn)定性都被設(shè)定為了同一個(gè)值，相當(dāng)于取所有奧氏體晶粒穩(wěn)定性的平均值，而實(shí)際情況是在變形過(guò)程中穩(wěn)定性較差的奧氏體晶粒在小變形量時(shí)就已經(jīng)發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。

同時(shí)可以看出，隨著變形的繼續(xù)，殘余奧氏體持續(xù)發(fā)生轉(zhuǎn)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?yàn)樵趩屋S拉伸過(guò)程中這些部位更容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生變形。因此為了提高奧氏體的穩(wěn)定性，在材料的制備過(guò)程中應(yīng)盡量使殘余奧氏體均勻分布，并且減少個(gè)別細(xì)小區(qū)域的存在。同時(shí)觀察到，在材料的變形量達(dá)到27.3%(圖3c)和30%(圖3d)時(shí)，仍有部分殘余奧氏體尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變，這與實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中單軸拉伸斷裂試樣極為吻合，通過(guò)XRD測(cè)量了拉伸試驗(yàn)斷裂失效部位仍可發(fā)現(xiàn)部分殘余奧氏體存在，說(shuō)明單軸拉伸變形中殘余奧氏體不會(huì)完全轉(zhuǎn)變。圖4為變形量分別為7.6%、13.2%、26.3%和32.6%時(shí)TRIP690鋼在單軸拉伸邊界條件下的Mises應(yīng)力及等效塑性應(yīng)變分布。圖5為單軸拉伸的失效形式。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3466081