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2023年07月06日

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

装备制造

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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