晶体塑性-离散位错动力学（CPFE-DDD）跨尺度建模理论及其应用

成果编号：38156

价格：500

完成单位：北京科技大学

单位类别：211系统院所

完成时间：未填写

成熟程度：试生产阶段

服务产业领域：装备制造

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发布人：江苏省生产力促进中心科技资源开发与技术转移处在线

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针对 TWIP 钢内部复杂的塑性变形机理的阐述，通过耦合孪晶的 DDD 方法系统研究了不同晶粒尺寸和孪晶片层厚度下的流动应力及位错密度演化规律，对比分析了晶界及孪晶界对位错阻碍作用，经过完全退火处理 TWIP 钢拉伸加载过程中孪晶对流动和位错密度演化影响小于晶界，孪晶界对位错的阻碍作用不超过晶界的 1/3。将 DDD 模拟孪晶对位错滑移影响引入位错密度基耦合滑移、孪生和相变三机制的 CPFE 模型中，研究了 TWIP 钢拉伸变形过程中应变硬化弧形曲线形成原因。结果表明：应变硬化率增加与孪晶激活和孪晶变化率无关，当孪晶形成导致位错密度增加率大于动态回复导致的位错密度减小率时，孪晶对应变硬化率影响逐渐超过位错密度，此时硬化率随孪晶体积增加而增加，即应变硬化率曲线开始上升。此外，孪生机制对塑性应变贡献很小，可以忽略。随着初始晶粒尺寸减小，位错密度增加率加快，因此应变硬化率初始上升的应变越小，同时由于位错密度增加率增加，这也使得位错密度减小率较快的达到位错密度增加率，即晶粒尺寸越小，应变硬化率峰值越小。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：

合作方式：技术转让、技术开发

参与活动：

专利情况：未申请专利

成果简介

综合介绍

创新要点

1. 阐明了 TWIP 钢在塑性变形阶段内部各种变形机制的相互作用，建立了耦合滑移、孪晶和相变三机制的 CPFE 模型和考虑孪晶效应的 DDD 模型，并将两种模型加以非直接耦合。 2. 将建立的模型成功应用于 TWIP 钢成形极限的预测分析，表明初始厚度不均度 0.97~0.99、初始凹槽角度 0°~ 45°和铜型织构得到的成形极限性能较好。 3. 揭示了冲杯实验过程中 TWIP 钢的变形机制与宏观力学性能的关系。

技术指标

1. 定量分析了孪晶对于对位错的阻碍作用不超过不超过晶界的 1/3。 2. 针对汽车用 TWIP 钢的成形极限预测与实验之间的误差小于 2%。

其他说明

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