基于微觀組織的應變誘發(fā)馬氏體相變的有限元模擬.pdf

1、進入21世紀以來,鋼鐵仍然是人類不可替代的原材料,在各行各業(yè)發(fā)揮著巨大的作用。然而,在節(jié)能減排,保護環(huán)境的迫切要求下,發(fā)展具有高強度和良好塑性的先進高強度鋼(AHSS)已成為一種必然趨勢。在研究AHSS中,強度和塑性通常是相互排斥的,即強度的提高導致塑性的下降,因此提高AHSS的塑性成為研究的重點。從Zackay等在1967年提出相變誘發(fā)塑性(TRIP)的概念,至今人們已對TRIP效應進行了大量的研究,但是對 TRIP效應增強塑性的微觀

2、機制仍然停留在定性的解釋,至今尚未得到實驗和理論的證明。其難點在于相變引起的應力松弛和再分布對塑性的貢獻難以用實驗加以驗證。所以,利用計算機模擬的方法來揭示其 TRIP微觀增塑機制成為了一種重要的手段。
　　最近幾年來,有限元分析的模擬方法開始廣泛用于研究多相鋼。本文利用電子背散射衍射(EBSD)對近年來發(fā)展的新型淬火-分配-回火(Q-P-T)鋼進行了微觀組織表征,以此建立了基于微觀組織的有限元模型,并建立了產生馬氏體相變的一維應

3、變等效模型,以此定量地引入的馬氏體相變引起的應力松弛這一重要效應,成功模擬了單軸拉伸條件下的TRIP效應。從而發(fā)展了引入應力松弛的有限元模型。
　　基于Q-P-T鋼微觀組織的有限元模擬結果揭示了TRIP效應的微觀機制。TRIP效應產生的應力松弛有效地緩解了剩余殘留奧氏體和鄰近馬氏體的應力,阻止了裂紋的形成,并使較多的殘留奧氏體在較大的應變下存在,這是 TRIP效應的起因;模擬結果也揭示了相變形成的新(應變誘發(fā))馬氏體比原始(熱誘發(fā)

4、)馬氏體承載更大的應力,由此預測裂紋首先在新馬氏體中或其邊界處形成。應力松弛效應使應變誘發(fā)馬氏體斷續(xù)緩慢地生成,這與實驗觀察結果相符。通過比較有應力松弛效應和無應力松弛效應的有限元模擬結果發(fā)現(xiàn),無應力松弛效應使應變誘發(fā)馬氏體相繼快速生成,這與實驗不符,由此反證 TRIP效應必然產生應力松弛。而且,有應力松弛和無應力松弛效應對微觀組織的宏觀力學行為影響的比較結果,能夠定量地顯示出應力松弛效應對模型宏觀塑性的貢獻。最終,上述的模擬結果,證明