《TWIP鋼孿生誘發塑性硬化行為研究》是依託上海交通大學，由但文蛟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：TWIP鋼孿生誘發塑性硬化行為研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：但文蛟
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高強度鋼板強度與塑性之間的對立，嚴重阻礙其通過減薄實現車身減重、降耗、提高安全性。而TWIP鋼通過孿生誘發塑性，使奧氏體在形變過程中產生孿晶，大幅度提升材料強化及塑性，良好協調了這一矛盾。但，TWIP鋼通過形變孿生行為如何實現增塑、增強，並套用於車身製造，是目前一個亟待解決的關鍵問題。.本項目針對TWIP鋼形變誘發孿生效應，研究孿生誘發塑性及其影響下的硬化行為。首先，基於層錯能以及剪下帶理論，揭示巨觀力學參數（應變、應力狀態、變形溫度及應變速率）對奧氏體孿生形核、長大機制，建立TWIP鋼形變誘發孿生模型；其次，以位錯理論為基礎，揭示多組織混合的孿生誘發塑性應力應變關係及各向異性屈服特性，並基於連續介質力學及非勻質材料均勻場理論建立TWIP鋼彈塑性本構關係；最後，基於形變孿生模型及其硬化模型，建立孿生誘發塑性控制下TWIP鋼的成形極限評價準則，並提出TWIP鋼板衝壓成形性能控制方法。
結題摘要
孿晶誘發塑性主要是指TWIP鋼在塑性變形過程中奧氏體出現形變孿晶，促使材料強度提升、塑性增加、能量吸收能力上升、抑制裂紋擴展能力提高，它促使TWIP鋼日漸成為一種優良的汽車減重用材。項目以TWIP鋼變形過程中的孿晶誘發塑性行為為研究切入點，採用原位觀測平台實現TWIP鋼形變孿晶原位測試；基於層錯能以及剪下帶理論，建立TWIP鋼形變誘發孿生模型；基於位錯理論及多相混合準則，結合孿生誘發塑性特性，建立TWIP鋼本構關係彈塑性本構關係；基於材料韌性斷裂影響因素，構建TWIP鋼成形失效因子，研究變形參數對TWIP鋼成形性能的影響規律，並提出TWIP鋼衝壓成形工藝參數最佳化配置方法。 （1）TWIP鋼形變孿晶原位觀測實驗。搭建原位拉伸測試平台，通過顯微儀器對此位置進行原位觀測，獲取相應的微觀組織原位觀測結果。採用圖像處理以及格線法實現TWIP鋼原位拉伸過程中孿晶體積份數計算。為研究TWIP鋼微觀組織的變化提供實驗基礎。 （2）TWIP鋼形變孿晶模型構建。基於合金元素、形變溫升效應以及局部微應變與巨觀應變的關係，結合經典層錯能模型，建立塑性變形對層錯能增量計算模型。基於剪下帶交叉形核理論，以元素、溫度、形變控制的層錯能為孿晶形核控制機制，構建形變誘發孿晶模型。為研究TWIP鋼巨觀力學特徵的變化提供微觀結構變化的理論基礎。 （3）TWIP鋼本構關係建立。基於經典位錯模型，考慮形變孿晶對位錯形成的影響，構建TWIP鋼應變硬化模型；基於傳統的塑性增量理論，結合形變孿晶的影響，構建TWIP鋼本構關係。研究Mn含量、拉伸速度以及應力狀態等參數的變化對TWIP鋼硬化特性的影響規律以及形變孿晶對TWIP鋼硬化特性的影響機制。為TWIP鋼的可成形性研究提供理論依據。 （4）TWIP鋼衝壓成形性能研究。以材料局部塑性功、應力集中係數以及應力三軸度為材料延性斷裂的主要影響因素，構建TWIP鋼成形失效因子。在基礎上，研究杯形件衝壓過程中，材料參數、成形參數、模具幾何參數對TWIP鋼的成形失效因子的影響規律。以屈服應力、極限應力/屈服應力、摩察係數、壓邊力、衝壓速度、凹模圓角為影響因素，進行TWIP鋼成形工藝參數最佳化配置。為TWIP鋼在車身製造中廣泛套用提供了工藝基礎。
