双异质结构钢温度依赖性强化行为的晶体塑性本构建模研究
Abstract
经回火变形技术(Tempforming, TF)处理的材料因双异构(晶粒形貌与位错密度)结构展现出优异的强韧协同效应。本研究基于非局部晶体塑性本构模型，模拟不同轧制温度下TF工艺45#钢的拉伸性能，揭示位错强化、析出强化、背应力强化及织构效应对材料拉伸力学行为的影响机制。结果表明材料高屈服强度由位错强化和析出强化主导，几何必需位错(Geometrically Necessary Dislocation,GND)强化与背应力强化主要在塑性阶段发挥作用。轧制温度会显著影响不同强化机制的贡献，随着轧制温度升高，位错，背应力以及析出强化下降，而GND强化增强。微观分析表明，细长晶与等轴晶的形貌差异会引发变形非均匀性，GND优先分布于等轴晶界及两种晶粒的交界处。织构演变规律显示低温和高温轧制形成纤维织构进而强化材料，而中温轧制会产生混合织构弱化材料。本研究通过模拟不同轧制温度下TF工艺45#钢的单轴拉伸性能和强化机制，补充研究了该工艺下中碳钢的力学行为，对实验研究中TF工艺的调控提供了指导意义。
