孿生誘導(dǎo)塑性(TWinning Induced Plasticity,簡稱TWIP)鋼擁有極其優(yōu)良的強(qiáng)度、塑性和成形性能,滿足了汽車用鋼高強(qiáng)高塑性的雙重標(biāo)準(zhǔn)。TWIP鋼是由位錯滑移與孿生機(jī)制共同誘發(fā)塑性,掌握其塑性變形過程中微觀機(jī)制相互作用機(jī)理及其對宏觀增強(qiáng)增塑的影響規(guī)律是亟需解決問題之一。為揭示各變形機(jī)制微結(jié)構(gòu)演化特征及其宏觀增強(qiáng)增塑機(jī)理,本文以TWIP鋼塑性變形微區(qū)位錯與孿生聯(lián)合作用的跨尺度表征為切入點,分別發(fā)展了微觀、細(xì)觀和宏觀尺度相對應(yīng)的離散位錯動力學(xué)、物理基唯象位錯動力學(xué)和晶體塑性有限元方法,并進(jìn)一步建立了離散位錯與晶體塑性非直接耦合的跨尺度力學(xué)模型,系統(tǒng)研究了 TWIP鋼變形過程中從微觀到細(xì)觀進(jìn)而到宏觀的塑性變形行為。本文的主要研究成果如下:考慮TWIP鋼塑性變形過程孿晶、晶界與位錯的相互作用,引入孿晶界位錯反應(yīng)及其拓?fù)浞磻?yīng)準(zhǔn)則,建立了耦合孿晶的TWIP鋼多晶三維離散位錯動力學(xué)(3D-DDD)模型。該模型直觀描述了位錯在孿晶界和晶界的反應(yīng)過程,尤其是不同位錯在孿晶界的分解反應(yīng)。應(yīng)用該模型定量研究了 TWIP鋼塑性變形過程中孿晶對流動應(yīng)力的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明,孿晶取向?qū)α鲃討?yīng)力影響...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１位錯線離散化描述：（ａ）位錯線的潛在晶格描述；（ｂ）位錯線的連續(xù)化描述??

Ｆｏｒｍａｎ等＿提出了平面條件下的二維離散位錯動力學(xué)??－ＤＤＤ），將位錯簡化為無限長的直刃型位錯段，在二維空間狀況下看作??移系上對應(yīng)的位錯點，通過考慮位錯點之間的長程作用和短程作用分??變形過程中位錯間相互作用及其對塑性行為影響。之后，大量研宄學(xué)??將２Ｄ－ＤＤＤ方法進(jìn)行拓展....

圖2一本文的主要研究內(nèi)容示意圖

滑移和孿生機(jī)制耦合的位錯密度基晶體塑性有限元模型，引入多晶均勻化方??法處理相鄰晶粒間的幾何協(xié)調(diào)和應(yīng)力平衡，建立單晶體與多晶體狀態(tài)變量間??聯(lián)系。分別考慮孿生機(jī)制對滑移及宏觀硬化行為的影響，分析不同歐拉角下??滑移系和孿生系激活演化模擬，從細(xì)觀尺度揭示ＴＷＩＰ鋼孿生機(jī)制的取向效?....

圖３－１位錯曲線離散化示意圖??

３．２三維離散位錯動力學(xué)方法??３Ｄ－ＤＤＤ方法以線彈性理論為基礎(chǔ)，把位錯模擬成彈性體中的線缺陷，??如圖３－１所示，在特定的晶體取向（如［００１］取向）下，將滑移面（如（１１１）??滑移面）上的彎曲位錯線（ＡＤ）離散成一系列首位相連的直位錯段（ＡＢ、??ＢＣ、ＣＤ），離散化后的....

圖３－２四種主要位錯段和節(jié)點的合并與拆分方式??３．３?ＴＷＩＰ鋼耦合孿晶的三維離散位錯動力學(xué)模型??

新位錯柏氏矢量滿足（１＞，和１）２分別為反應(yīng)前兩位錯柏氏矢??量）。這些位錯反應(yīng)主要通過３Ｄ－ＤＤＤ中基本位錯段和節(jié)點的增加、刪除、??拆分和合并來實現(xiàn)，其主要過程如圖３－２所示。??Ｖ?Ｖ?Ｖ?Ｖ??增加?刪除?拆分?合并?合并??圖３－２四種主要位錯段和節(jié)點的合并與拆分方式?....

本文編號：4056521