【摘 要】
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随着汽车行业的不断发展和新能源汽车的普及,人们在使用汽车的同时出现了环境污染、能源消耗和安全性能等一系列问题,汽车的轻量化已成为必然。以高锰TWIP钢为代表的高强钢因具有低密度、极高的加工硬化能力和独特的塑性变形机制,正成为新一代极具潜力的汽车用钢。本课题以Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢为研究对象,进行了高、低应变率的压缩变形实验,采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电
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随着汽车行业的不断发展和新能源汽车的普及,人们在使用汽车的同时出现了环境污染、能源消耗和安全性能等一系列问题,汽车的轻量化已成为必然。以高锰TWIP钢为代表的高强钢因具有低密度、极高的加工硬化能力和独特的塑性变形机制,正成为新一代极具潜力的汽车用钢。本课题以Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢为研究对象,进行了高、低应变率的压缩变形实验,采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、背散射电子衍射技术（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）对钢进行表征,研究了实验钢不同变形条件下的显微组织演变,并结合硬度测量和拉伸试验研究了实验钢的力学性能。分析Fe-25Mn-3Si-3Al高锰TWIP钢塑性变形过程中的变形机制,明确位错、滑移带、形变孪晶等亚结构在压缩过程中的相互作用,对其变形行为获得全面的认识,以推动TWIP钢在工业生产和生活中的应用。实验取得的主要结论如下:TWIP钢的压缩变形,在外加应力的作用下,在变形初期,位错源产生的位错开始在奥氏体内滑移。位错滑移会受到析出物或者晶界等阻碍,在取向最有利的滑移系中进行单滑移并产生了单向且相互平行的滑移线,随着变形逐渐增大,受阻位错通过萌生增殖、缠结交织在一起。应力增大而开启了多系滑移,交滑移到另一个滑移面上继续滑移,此时其变形机理以位错滑动为主,形成组织中以位错结构为主。当材料在压缩变形时产生的应力达到孪生的临界应力时,这样材料就会发生TWIP作用而形成形变孪晶。如果组织中晶粒较小,将会抑制形成形变孪晶,造成去孪生现象,从而影响到材料的力学性能。其中变形过程中产生的滑移带和形变孪晶也有类似晶界的作用,这种晶界可以起到细化晶粒的作用,从而阻止位错的移动,所以生成的形变孪晶到达一定数量时不再增多。较小应变下的变形机制主要以滑移带和形变孪晶为主,大变形时的塑性变形机理以晶粒破碎为主,使材料的硬度和强度可以进一步提升。在冲击压缩时,有利于孪晶的形核,生成的孪晶组织小于在较低的应变速度下产生的孪晶。而在较小的应变速率下,对孪晶的生长更为有利。
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