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Investigation of the Microstructure Evolution in a Fe-17Mn-1.5Al-0.3C Steel via In Situ Synchrotron X-ray Diffraction during a Tensile Test

机译：通过拉伸试验中原位同步加速器X射线衍射研究Fe-17Mn-1.5Al-0.3C钢中的组织演变

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摘要

The quantitative characterization of the microstructure evolution in high-Mn steel during deformation is of great importance to understanding its strain-hardening behavior. In the current study, in situ high-energy synchrotron X-ray diffraction was employed to characterize the microstructure evolution in a Fe-17Mn-1.5Al-0.3C steel during a tensile test. The microstructure at different engineering strain levels—in terms of ε-martensite and α’-martensite volume fractions, the stacking fault probability, and the twin fault probability—was analyzed by the Rietveld refinement method. The Fe-17Mn-1.5Al-0.3C steel exhibits a high ultimate tensile strength with a superior uniform elongation and a high strain-hardening rate. The remaining high strain-hardening rate at the strain level about 0.025 to 0.35 results from ε-martensite dominant transformation-induced-plasticity (TRIP) effect. The increase in the strain-hardening rate at the strain level around 0.35 to 0.43 is attributed to the synergetic α’-martensite dominant TRIP and twinning-induced-plasticity (TWIP) effects. An evaluation of the stacking fault energy (SFE) of the Fe-17Mn-1.5Al-0.3C steel by the synchrotron measurements shows good agreement with the thermodynamic calculation of the SFE.
机译：高锰钢变形过程中组织演变的定量表征对于理解其应变硬化行为非常重要。在当前的研究中，采用原位高能同步加速器X射线衍射来表征Fe-17Mn-1.5Al-0.3C钢在拉伸试验过程中的组织演变。通过Rietveld改进方法分析了不同工程应变水平下的微观结构，包括ε马氏体和α'马氏体的体积分数，堆积断层概率和孪生断层概率。 Fe-17Mn-1.5Al-0.3C钢表现出高极限抗拉强度，优异的均匀伸长率和高应变硬化率。应变水平大约为0.025至0.35时，仍具有较高的应变硬化速率，这是由ε-马氏体占优势的转变诱导塑性（TRIP）效应引起的。应变水平在0.35至0.43左右时应变硬化速率的增加归因于协同作用的α'-马氏体占优势的TRIP和孪生诱导塑性（TWIP）效应。通过同步加速器测量对Fe-17Mn-1.5Al-0.3C钢的堆垛层错能（SFE）进行评估，表明与SFE的热力学计算具有良好的一致性。

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