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汽车用高强度TRIP钢变形力学性能宏微观研究

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随着汽车轻量化步伐的加快，汽车一方面需要减轻重量以减小对环境的污染，另一方面需要确保安全性。具有相变诱发塑性(TRIP，Transform Induced Plasticity)效应的TRIP钢板作为新型的高强度钢板，同时具有高强度和良好的塑性，是汽车轻量化的理想材料。TRIP钢在室温下的显微组织主要是铁素体、贝氏体和残余奥氏体构成。其中残余奥氏体稳定性较差，在一定塑性变形下，会向较稳定的马氏体转变。生成的马氏体硬化性能比相变前的奥氏体有较大提高，从而改善了材料的塑性。可是，TRIP钢的这种相变诱发塑性特性，同时也带来了性能不稳定等问题，影响了TRIP钢在汽车中的大规模应用。因此，这种新型汽车用钢力学成形性能和微观相变规律的研究，对于推广TRIP钢板的工程应用，缩短新产品的开发周期有着重要的实际意义。
　　 本文以宝钢生产的TRIP高强钢板为研究对象，通过静态单向拉伸试验、冲压成形试验、微观扫描电镜实验和X射线衍射实验，研究了TRIP高强钢板的宏观力学性能和微观组织变化规律，基于Johnson-Cook模型，建立了相关材料本构方程，并应用于单向拉伸的数值模拟。主要研究内容如下：
　　 1.通过准静态拉伸，在拉断及预应变为5％，10％，15％三种条件，不同拉伸速率为0.5mm/s，0.05mm/s，0.005mm/s的情况下，得到高强度钢板TRIP590、TRIP780的材料力学性能参数及应力应变曲线。
　　 2.利用特征模具进行冲压试验，在考虑压边力、坯料形状和截面回弹情况下，研究TRIP钢的冲压成形性能。
　　 3.通过对TRIP高强钢的扫描电镜分析实验，了解其微观组织结构及在不同预应变下各组织变化情况；通过X射线衍射实验得到不同变形条件的残余奥氏体体积含量；研究了应变与残余奥氏体相变的关系，TRIP钢预应变和组织转变的关系。
　　 4.研究适合TRIP钢的本构模型，建立相关的本构方程。并用数值仿真验证所建立的本构方程。

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