TWIP钢位错滑移与孪生联合诱发塑性的跨尺度力学行为研究
TWIP钢低温塑性变形机理的原位电镜研究
TWIP钢低温塑性变形机理的原位电镜研究
符晓倩;余倩;陈江华
【期刊名称】《电子显微学报》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】本文采用透射电镜中的原位低温拉伸测试技术,进行了-50℃、-120℃及-180℃下孪晶诱导塑性变形(TWIP)钢均匀塑性变形阶段的变形缺陷行为分析,研究了温度变化对于TWIP钢中的位错滑移与孪生行为的影响。
研究发现,TWIP钢在-50℃下激活了常规滑移之外的其它滑移系;随着温度的进一步降低,TWIP钢中位错活性未发生明显下降,特别是需要热激活辅助的位错交滑移在-180℃下仍可发生。
同时研究结果说明,低温下TWIP钢强塑性的保持由多种变形机制共同协调作用:形变孪生、孪晶与位错相互作用、位错交滑移及其引起的位错相互作用,本质是其孪生行为与位错滑移的活性同时得到了保持。
【总页数】7页(P61-67)
【作者】符晓倩;余倩;陈江华
【作者单位】海南大学精密仪器高等研究中心;浙江大学材料科学与工程学院【正文语种】中文
【中图分类】O77;TG115
【相关文献】
1.钴镍合金纳米颗粒的合成及孪晶结构形成机理的电镜原位研究
2.双相不锈钢中裂纹尖端塑性变形行为的透射电镜原位观察
3.TWIP钢不同温度变形的力学性能变化
规律及机理研究4.高锰TWIP钢中形变孪晶界缺陷的电镜表征研究5.Q235碳素钢拉伸塑性变形过程中组织转变的EBSD“原位”分析研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
在冷战期间TWIP钢轧制一个中等层错能的显微结构发展与变形机制
在冷战期间TWIP钢轧制一个中等层错能的显微结构发展与变形机制磁性反应，微观结构和纹理的变化，发生在冷轧铁Fe-14Mn-0.64C-2.4Al-0.25Si 中堆垛层错能TWIP（孪晶诱发塑性）钢进行了研究，通过X-射线衍射分析和磁性技术。
子晶粒尺寸的变化（部门），堆垛层错形成（PSF）的概率和材料中的显微冷轧进展由Williamson和霍尔方程的使用修改后的版本。
一个强大的发展随着变形的结晶组织进行了观察。
形变诱导形成的小馏分α’级马氏体观察表明，该钢还具有克γ-α’的马氏体相变冷轧过程中，这是通过堆叠故障概率的变化和手感讨论在冷轧的发展。
1.介绍近年来，高锰奥氏体钢已吸引无论是在学术界和汽车行业的极大兴趣由于优异的延展性（与不寻常的组合所报告的90％的伸长率）和高强度的[1]。
他们的化学14-30wt％的Mn通常是由与加法镍，铝，C，Si和/或N的有趣的力学性能已被归因于具有竞争力的变形机制这些可发生在这些合金中除了位错滑移：（1）机械双胞胎中的奥氏体晶粒的形成导致孪生诱发塑性（TWIP），作为结果的连贯作为阻碍位错孪晶界导致增加加工硬化，（2）转变奥氏体ε- 和/或马氏体α’级，其中有HCP。
立方晶体结构。
这转型导致相变诱发塑性（TRIP）[2]。
将主导变形机制（S）取决于层错能（SFE）[3]的材料，这是一个函数的化学组合物[4-8]，温度[9]，显微组织中[6]。
堆垛层错[10]，是一个重要组成部分的变形FCC材料，其形成的过程中受超临界流体萃取。
在高SFE材料发生形变交叉打滑和滑移系的激活，但在中期至低SFE 材料这些机制不再大力有利和完美的位错解离成谐音成为有利的[11]。
这些分解反应成核点形成的双胞胎和机械形变诱发马氏体的形成。
堆垛层错其中经常在晶体中的局部区域视为叠层顺序已被中断[12]。
一般外在堆垛层错被认为是作为成核点机械双胞胎的形成和内在的堆垛层错结果在奥氏体ε- 马氏体的转变。
高强高塑TWIP钢组织与力学性能研究的开题报告
高强高塑TWIP钢组织与力学性能研究的开题报告一、选题背景及意义TWIP（Twinning-induced plasticity）钢是由奥地利物理学家Clemens Korner和Franz Gratzl在20世纪90年代末创建的一种具有优异力学性能的钢材。
TWIP钢具有高强度、高韧性、良好的塑性变形、较高的疲劳寿命等特点，被广泛应用于汽车工业等领域。
然而，TWIP钢的组织和力学性能研究仍存在许多问题，尤其是对于高强度和高塑性的TWIP钢结构和行为的研究仍然不足。
因此，本研究将对高强高塑TWIP钢组织和力学性能进行深入研究，为TWIP钢的材料设计和应用提供重要的理论和实验依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）TWIP钢的组织与形变机制（2）高强高塑TWIP钢的力学性能（如强度、塑性、疲劳寿命等）及其影响因素（3）TWIP钢的加工工艺与热处理效应2. 研究方法（1）微结构分析技术（2）力学试验与分析方法（3）热处理试验与分析方法（4）计算机模拟方法三、预期成果（1）建立高强高塑TWIP钢力学性能测试和试验方法体系（2）研究TWIP钢的组织与微观形变机制（3）确定高强高塑TWIP钢的力学性能与加工工艺之间的关系（4）提出TWIP钢的材料设计原则四、研究经费及时间安排本研究计划在两年内完成。
预估研究经费为200万元，主要用于材料购买、试验设备购置和研究人员薪酬等方面。
五、研究意义及应用前景高强高塑TWIP钢在汽车工业等领域广泛应用。
研究TWIP钢的组织和力学性能对于钢材的材料设计和应用具有非常重要的意义。
经过本研究的深入探究和开发，TWIP钢的应用前景将更加广阔，同时也有助于推动我国钢材产业的发展。
《孪晶诱发塑性(TWIP)钢激光焊接接头的组织与性能研究》
《孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，对于高性能材料的需求日益增长。
孪晶诱发塑性（TWIP）钢作为一种新型的高强度、高塑性的金属材料，其应用领域逐渐扩大。
然而，如何保证其焊接接头的性能和稳定性成为了一个重要的研究课题。
本文以孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头为研究对象，对其组织与性能进行了深入研究。
二、研究目的与意义本研究的目的是通过对孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能的研究，为优化其焊接工艺，提高接头的力学性能提供理论依据。
此外，本文的研究结果还将为其他类似高强度、高塑性金属材料的焊接提供参考和借鉴。
三、研究方法与实验设计本研究采用激光焊接技术对孪晶诱发塑性（TWIP）钢进行焊接，通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段对焊接接头的组织进行观察和分析。
同时，对接头的力学性能进行测试，包括拉伸试验、硬度测试等。
此外，还将通过模拟仿真等手段，探究焊接过程中的热传导、相变等物理过程。
四、实验结果与分析1. 组织观察与分析通过SEM和TEM观察，发现孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织结构具有明显的特点。
在焊接过程中，由于激光的高能量密度，使得接头处发生了快速加热和冷却，导致组织结构发生了显著的变化。
接头处出现了细小的晶粒，同时孪晶结构在接头处得到了较好的保留。
此外，接头处的相组成也发生了变化，形成了新的相结构。
2. 力学性能测试与分析通过对孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的拉伸试验和硬度测试，发现接头的力学性能得到了较好的保持。
接头的抗拉强度、屈服强度和延伸率等指标均达到了较高的水平。
此外，接头处的硬度分布也较为均匀，表明接头的力学性能得到了较好的优化。
3. 物理过程模拟与分析通过模拟仿真等手段，发现孪晶诱发塑性（TWIP）钢在激光焊接过程中，热传导和相变等物理过程对组织结构的变化具有重要影响。
激光的高能量密度使得接头处迅速加热，导致晶粒细化；同时，快速冷却过程有利于孪晶结构的保留和新相的形成。
孪生诱发塑性(TWIP)钢的研究现状
孪生诱发塑性(TWIP)钢的研究现状
刘向海;刘薇;刘嘉斌;舒康颖
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2010(024)011
【摘要】综述了孪生诱发塑性(TWIP)钢的研究现状及进展.重点介绍了各合金元素对TWIP效应的作用以及Fe-Mn-Si-Al、Fe-Mn-C、FevMn-C-Al 3种不同成分系列TWIP钢的组织性能特点.总结了热处理工艺及应变条件对Fe-Mn-Si-Al系列TWIP钢孪生组织和力学性能的影响.简述了层错能对TWIP效应的重要影响作用以及几种测算层错能的方法.
【总页数】5页(P102-105,111)
【作者】刘向海;刘薇;刘嘉斌;舒康颖
【作者单位】中国计量学院材料科学与工程学院,杭州,310008;中国计量学院材料科学与工程学院,杭州,310008;中国计量学院材料科学与工程学院,杭州,310008;中国计量学院材料科学与工程学院,杭州,310008
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电渣重熔工艺对孪晶诱发塑性(TWIP)钢冶金质量的影响 [J], 郭军儒;刘建华;庄昌凌;张庆雷;雷冲;张凯亮
2.高碳含铜孪生诱发塑性钢中非金属夹杂物的探讨 [J], 刘龙龙;赵玲燕;朱定一;胡真明;王明杰
3.孪生诱发塑性钢实体膨胀管膨胀有限元分析 [J], 蔡志安;李春福
4.高锰TWIP钢拉伸时织构演变和孪生弱化织构的作用 [J], 房秀慧;杨平;鲁法云;孟利
5.Mn-Cr-C系TWIP钢的孪生演变及强化机制 [J], 王杨文;罗强;孟亮;王红鸿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
孪生诱变塑性钢
材料1202 20122192 张春阳孪生诱变塑性钢1.定义：孪生诱发塑性 ( Twinning Induced Plasticity)钢，通常叫做TWIP 钢，是1997年, Grassel等在试验研究 Fe-Mn-Si-Al系TRIP钢时发现 ,当锰含量达到 25wt% ,铝含量超过3wt%,硅含量在2wt%～3wt%之间时,其抗拉强度(Rm)和延伸率(A)的乘积在50000MPa%以上,是高强韧性TRIP钢的两倍。
由于该类合金的高强韧性来自形变过程中孪晶的形成而不是TRIP钢中的相变,故命名为孪生诱发塑性 ( Twinning Induced Plasticity, TWIP)钢。
是目前先进高强度钢的研究热点。
2.发展历程：TWIP 钢的研发经历了以下几代:第一代TWIP钢,其典型成分为Fe225Mn23Al23Si ,锻造成棒材,经高温退火后水淬,然而较高含量的Al 影响钢水的浇铸,较高含量的Si 影响冷轧板的镀锌质量 ;第二代TWIP 钢,其典型成分为Fe223Mn2016C ,铸造成板坯,经热轧、冷轧、高温退火后快速冷却,它去除了合金元素铝和硅,却出现了以前奥氏体和高强度钢存在的延迟断裂、一定程度的切口敏感性两大问题 ;目前钢厂和研究机构正研制第三代TWIP 钢 ,主要集中在高Mn 钢中通过置换固溶原子(Mn , Al , Si) 成分调整来获得TWIP 效应。
国外对TWIP 钢的研究比较多, TWIP 钢的研究在欧洲和韩国较热,德国的K1H1Spitzer 等人针对Fe2Mn2Si2Al 系TRIP/ TWIP 钢的冶炼工艺及轧制工艺等问题进行了实验研究,采用DSC(Direct strip casting)工艺制备出10～15mm厚的试验板材 ,国际上做的较好的是阿塞洛和蒂森合作开发的具有TWIP 效应的X2IPTM高锰系列钢种[9210] ,安赛乐米塔尔与蒂森克虏伯两家公司正在合作研发新型TWIP 钢。
孪晶诱发塑性钢硬化行为研究
孪晶诱发塑性钢硬化行为研究孪晶诱发塑性主要是指TWIP(Twinning Induced Plasticity)钢在塑性变形过程中奥氏体出现形变孪晶,促使材料强度提升、塑性增加、能量吸收能力上升、抑制裂纹扩展能力提高,它促使TWIP钢日渐成为一种优良的汽车减重用材。
但孪晶诱发塑性过程不仅是一个孪晶与滑移、孪晶与孪晶、孪晶与基体交互作用的复杂过程,而且也是一个微观组织的变化与宏观力学参数密切交互作用的复杂过程。
因此,对TWIP钢成形过程中的形变诱发孪晶、孪晶诱发塑性行为机制的深入理解,准确描述其塑性硬化行为,并合理控制材料流动性能,是实现TWIP钢板在车身制造中获得安全可靠应用的关键。
本文针对TWIP钢的冲压成形,探索TWIP钢应变诱发孪晶机制及其对宏观应力应变场的影响规律,提出TWIP钢冲压成形工艺优化设计方法。
首先,搭建原位观测平台,实现TWIP钢形变孪晶过程的原位测试;其次,基于层错能以及剪切带理论,揭示宏观力学参数(应变、应力状态、变形温度及应变速率)对奥氏体孪晶过程中形核、长大机制的影响,建立形变诱发孪晶模型;再次,以位错理论为基础,采用混合硬化准则,建立孪晶诱发塑性硬化模型,结合孪晶诱发塑性控制下的塑性流动规律,建立基于经典弹塑性理论的TWIP钢本构关系。
最后,基于形变孪晶模型及其硬化模型,构建TWIP钢成形失效因子,计算其成形极限曲线,研究材料参数、模具几何参数以及成形参数对TWIP钢成形性能的影响规律,提出TWIP钢冲压成形工艺参数优化配置方法。
本文研究主要内容包括:(1)TWIP钢形变孪晶原位观测实验为获得TWIP钢形变孪晶体积份数,分析使用原位观测方法的意义以及现有形变孪晶测试方法缺陷,提出搭建基于光学显微设备的单向拉伸原位测试平台。
该平台通过机构保持试样两端等速度相向而行,实现试样中间部分在变形中相对静止,确定原位观测区域;采用三维位置高精度控制的辅助机构对原位观测区域的在线跟踪,实现TWIP钢形变孪晶原位测试。
耦合孪生的TWIP钢单晶晶体塑性变形行为模拟研究
School of Mechanical and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083
ACTA METALLURGICA SINICA
耦合孪生的 TWIP 钢单晶体塑性变形行为模拟研究﹡
孙朝阳 郭祥如 黄 杰 郭 宁 王善伟 杨 竞
(北京科技大学机械工程学院, 北京 100083)
摘 要
基于晶体塑性理论, 建立了滑移和孪生机制耦合的孪生诱导塑性(TWIP)钢单晶晶体塑性本构模型, 通过引入孪晶体积分数及其饱和值,
Correspondent: SUN Chaoyang, associate professor, Tel: (010)62334197, E-mail: suncy@ Supported by Joint Fund of National Natural Science Foundation of China and Chinese Academy of Engineering Physics (No.U1330121), National Natural Science Foundation of China (No.51105029) and the Beijing Science Foundation of China (No.3112019)
关键词 TWIP 钢, 晶体塑性, 滑移, 孪生, 本构模型 中图法分类号 TG142.1 文献标识码 A 文章编号 0412-1961(2015)00-0000-00
TWIP钢冲压变形行为的研究
第３ ５卷
第 ３期
上
海
金
属 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ １ ． ３ ５，Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｙ，２ ０ １ ３ １
２ ０ １ ３年 ５月
Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ ＭＥＴ ＡＬ Ｓ
Ｔ ＷＩ Ｐ钢 冲 压 变 形 行 为 的 研 究
程 光 苏 钰 李 麟 符 仁钰 张 梅
（ １ ． 上海工程技术大学 材料工程学院 ， 上海 ２ ０ １ ６ ２ ０； ２ ． 上海大学 材料科学与工程学 院， 上海 ２ ０ ０ ０ ７ ２ ）
【 摘要 】 在 小松 Ｈ １ Ｆ ６ ０型压 力机 上对 Ｆ ｅ — Ｍ ｎ — Ｓ ｉ系孪晶诱发 塑性钢 （ Ｔ ｗＩ Ｐ钢． ｔ ｗ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ
ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ） 进 行 圆筒件 冲 压 ， 获 得 不 同状 态的 圆筒件 ， 并 对 断 口及 断 口附近 的组 织进行 观
Ｃｈｅ ｎ Ｇｕ ａ ｎ ｇ Ｓ ｕ Ｙｕ Ｌｉ Ｌ ｉ ｎ Ｆｕ Ｒｅ ｎ ｙ ｕ 。 Ｚｈ ａ ｎｇ Ｍｅ ｉ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ６ ２ ０ ，
”ｎ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ” ｄｉ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒａ ｆ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＴＷ Ｉ Ｐ ｓ ｔ ｅ ｅ １ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉｔ ｆ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｍｉ ｔ
TWIP钢不同温度变形的力学性能变化规律及机理研究
TWIP钢不同温度变形的力学性能变化规律及机理研究
王书晗;刘振宇;张维娜;王国栋
【期刊名称】《金属学报》
【年(卷),期】2009(45)5
【摘要】通过控温拉伸实验分析了在298,373,473和673 K温度下变形时,TWIP 钢(Fe-25Mn-3Si-3Al)力学性能和显微组织的变化规律.结果表明,TWIP钢的强度和延伸率均随温度的升高而降低.通过热力学公式对不同温度下TWIP钢层错能Γ的估算可以推断,温度T≥673 K时,Γ≥76 mJ/m^2,滑移为TWIP钢主要的变形机制;298 K≤T≤373 K时, 21 mJ/m^2≤Γ≤34 mJ/m^2,孪生为TWIP钢主要的变形方式,此时产生"TWIP"效应,可获得较高的加工硬化速率,从而获得高强度及高塑性.【总页数】6页(P573-578)
【关键词】形变孪晶;高温变形;变形机制;层错能
【作者】王书晗;刘振宇;张维娜;王国栋
【作者单位】东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.213
【相关文献】
1.冷变形后不同回火温度对低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响 [J], 程巨强;刘志学;陈吉洋
2.不同变形温度对TWIP钢组织和性能的影响 [J], 李大赵
3.终轧和卷取温度对高强CR220IF钢力学性能影响规律的研究 [J], 蒋建朋;何方;杨西鹏;贾贵兴;陈文超;于晓飞
4.变形温度对TWIP钢力学性能及层错能的影响 [J], 杨双亮;顾运佳;史文;李麟
5.大变形管线钢力学性能变化规律的研究 [J], 潘中德
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
TWIP钢中形变孪晶的多晶体塑性有限元模拟共3篇
TWIP钢中形变孪晶的多晶体塑性有限元模拟共3篇TWIP钢中形变孪晶的多晶体塑性有限元模拟1TWIP钢中形变孪晶的多晶体塑性有限元模拟随着材料科学和工程技术的不断发展，如何提高材料的性能和可靠性一直是一个重要的问题。
TWIP（Twinning-Induced Plasticity，孪晶诱导塑性）钢是一种新型高强度、高塑性、高韧性的金属材料。
TWIP钢的名称源于其独特的塑性形变机制——孪晶形变。
当TWIP钢受到外力作用时，会通过变形产生平衡处于两个基本取向的孪晶结构，从而实现快速塑性形变。
这种孪晶结构的存在可以极大地提高TWIP钢的延展性和强度，使其成为一种非常优秀的工程材料。
然而，TWIP钢的性能和机制还需要进一步研究和深入了解。
目前，多晶体塑性有限元模拟是一种有效的方法，可以用于研究材料的力学性能和行为。
多晶体塑性有限元模拟是一种基于微观结构特征的数值模拟方法，可以用于研究晶粒间的相互作用和形变行为，从而确定材料的力学性能和行为。
在TWIP钢中，孪晶结构的存在是影响材料力学性能和行为的主要因素之一。
因此，多晶体塑性有限元模拟可以用于研究TWIP钢中孪晶结构的形成和演化过程，进而预测材料的力学性能和行为。
多晶体塑性有限元模拟可以基于材料的微观结构和物理参数，确定孪晶结构的形成和演化的机理和方式，从而提高TWIP钢的使用寿命和可靠性。
在TWIP钢的多晶体塑性有限元模拟中，需要考虑多种因素，例如材料的结晶学、晶体学和力学参数，以及孪晶结构的形成和演化机理。
模拟中需要建立材料的微观结构模型，并将该模型用于模拟不同条件下的形变过程，包括单轴拉伸、压缩和剪切等。
模拟结果可以用于分析不同形变条件下材料力学性能和行为的变化规律，帮助优化材料结构和加工工艺，提高TWIP钢的使用寿命和可靠性。
总之，TWIP钢的多晶体塑性有限元模拟是一种有效的研究方法，可以用于探究TWIP钢的孪晶结构形成和演化机制，以及材料在不同形变条件下的力学性能和行为。
汽车用高强度高塑性TWIP钢的开发研究
汽车用高强度高塑性TWIP钢的开发研究摘要：随着汽车行业的快速发展和人们对节能环保的要求日益提高，对汽车材料的研发提出了更高的要求。
高强度高塑性的TWIP（Twinning-induced plasticity）钢作为一种新型汽车用材料，具有优异的力学性能和耐蚀性，因此受到了广泛关注。
本文通过概述TWIP钢的研究进展、分析其力学特性和加工性能，探讨了其在汽车行业中的应用前景。
一、引言随着汽车工业的不断发展，对汽车材料的性能要求也越来越高。
高强度高塑性的汽车材料可以提高汽车的安全性和节能性能，因此一直是汽车材料研发的热点和难点。
TWIP钢作为一种新型高强度高塑性材料，具有优异的力学性能和耐蚀性，有望成为未来汽车行业的主流材料。
二、TWIP钢的研究进展TWIP钢最早是由J. C. M. Farrar等人于1978年提出的。
经过多年的研究和改进，目前已有许多关于TWIP钢的研究成果。
研究者通过改变成分、调节热处理工艺和优化加工参数等方法，成功地提高了TWIP钢的力学性能和塑性变形能力。
三、TWIP钢的力学特性TWIP钢具有高强度、高韧性和良好的耐蚀性等优异的力学特性。
通过合理控制合金元素的含量和优化热处理工艺，可以进一步提高TWIP钢的力学性能。
在拉伸实验中，TWIP钢表现出良好的延展性，其形变能力能够达到50%以上，远高于传统的高强度钢材。
四、TWIP钢的加工性能TWIP钢具有良好的加工性能，适用于冷、热成型及焊接等加工工艺。
然而，由于TWIP钢中晶界处的位错运动和孪晶滑移等因素的存在，其加工过程中容易产生剪切失效和局部软化等问题。
因此，需要通过优化加工参数和改进工艺来提高TWIP钢的加工性能。
五、TWIP钢在汽车行业中的应用前景TWIP钢具有优异的力学性能和加工性能，可以满足汽车行业对高强度高塑性材料的需求。
其应用于汽车车身、车架和碰撞安全系统等部件，可以大大提高汽车的抗碰撞性能和安全性能。
此外，TWIP钢具有良好的耐蚀性，可以延长汽车的使用寿命并减少维修成本。
《孪晶诱发塑性(TWIP)钢激光焊接接头的组织与性能研究》范文
《孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，高强度钢因其优异的力学性能和良好的可加工性，在汽车制造、航空航天等重要领域得到了广泛应用。
孪晶诱发塑性（TWIP）钢作为一种新型的高强度钢，具有出色的塑性和抗拉强度，为激光焊接提供了良好的材料基础。
本文旨在研究孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能，以期为该类型钢的进一步应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料选择选用某型号的孪晶诱发塑性（TWIP）钢作为研究对象，确保其化学成分、力学性能等参数满足实验要求。
2. 激光焊接工艺采用高功率激光焊接设备，对TWIP钢进行激光焊接。
设定合适的焊接速度、激光功率等参数，确保焊接过程稳定。
3. 组织观察与性能测试通过光学显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察焊接接头的微观组织结构。
同时，进行硬度测试、拉伸试验、冲击试验等，以评估焊接接头的力学性能。
三、实验结果与分析1. 微观组织结构（1）焊缝区：焊缝区呈现出典型的熔合与凝固特征，晶粒细小且分布均匀。
在焊缝区观察到明显的孪晶结构，这是TWIP钢独特的组织特征。
（2）热影响区：热影响区的组织结构发生了明显变化，晶粒尺寸增大，但仍保持较好的均匀性。
孪晶结构在热影响区也有所保留。
（3）母材区：母材区的组织结构未发生明显变化，保持了原始的孪晶结构。
2. 力学性能分析（1）硬度测试：焊缝区的硬度略高于母材区，热影响区的硬度介于两者之间。
整体来看，焊接接头的硬度分布均匀。
（2）拉伸试验：焊接接头的抗拉强度和延伸率均达到较高水平，表现出优异的塑性。
在拉伸过程中，焊缝区未出现明显的裂纹或断裂现象。
（3）冲击试验：焊接接头具有较高的冲击韧性，能够承受较大的冲击载荷。
在冲击过程中，焊缝区表现出较好的能量吸收能力。
四、讨论与结论本文通过研究孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能，得出以下结论：1. 激光焊接过程中，TWIP钢的焊缝区呈现出细小的晶粒和明显的孪晶结构，热影响区的组织结构也发生了一定程度的变化，但整体上保持了较好的均匀性。
TWIP钢孪晶晶界特征及其对材料塑性的影响
TWIP钢孪晶晶界特征及其对材料塑性的影响
张俊平;段先锋;史子木;韩福生
【期刊名称】《兵器材料科学与工程》
【年(卷),期】2014(37)4
【摘要】利用高分辨透射电镜及电子背散射衍射技术,对TWIP钢退火孪晶和变形孪晶晶界的形貌、取向进行观察,并对其在材料塑性变形中的作用进行了分析。
结
果表明:退火孪晶界以∑3型为主,与晶粒之间满足<111>60°的取向关系,是TWIP
钢产生孪生的基础条件;形变孪晶与基体晶粒也满足<111>60°的取向关系,亦为∑3 CSL型。
孪晶对TWIP钢塑性的贡献主要是通过调节晶体取向、激发进一步滑移、促使滑移与孪生交替进行而实现的。
【总页数】5页(P62-66)
【作者】张俊平;段先锋;史子木;韩福生
【作者单位】浙江工贸职业技术学院;中国科学院固体物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.11
【相关文献】
1.拉伸轴与孪晶界角度对纳米孪晶材料变形行为的影响
2.电渣重熔工艺对孪晶诱发塑性(TWIP)钢冶金质量的影响
3.TWIP钢的孪晶及其对Hall-Petch关系的影响
4.稀土含量对TRIP/TWIP钢晶粒及晶界特征的影响
5.变形孪晶对饱和CO_(2)油田
采出水模拟液中TWIP钢腐蚀性能的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车用TWIP钢的探索研究
汽车用TWIP钢的探索研究
黎倩;符仁钰;史文;熊荣刚;李麟
【期刊名称】《金属热处理》
【年(卷),期】2008(33)5
【摘要】采用金相组织观察与X射线衍射等方法对5种不同Mn含量的TWIP钢拉伸前后的组织进行了研究。
结果表明,淬火态Fe-15Mn-3Si-3Al钢存在条状分布的马氏体;Fe-25Mn-3Si-3Al、Fe-30Mn-3Si-3Al、Fe-33Mn-3Si-3Al钢在淬火与退火两种热处理工艺下均能获得淬火态奥氏体和退火孪晶组织,淬火态的奥氏体晶粒更细小;母相奥氏体影响形变孪晶形貌与分布,均匀分布的细小孪晶导致优异的力学性能,随着Mn含量的增高,母相奥氏体尺寸逐步增加,形变孪晶层片逐渐增厚且分布不均匀;Fe-25Mn-3Si-3Al钢具有优异的力学性能。
【总页数】4页(P1-4)
【关键词】李晶诱发塑性钢;退火孪晶;形变孪晶
【作者】黎倩;符仁钰;史文;熊荣刚;李麟
【作者单位】上海大学材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.41;TG113.2
【相关文献】
1.汽车用高强度高塑性TWIP钢的开发研究 [J], 张贵杰;宋卓霞
2.汽车用轻质TWIP钢的组织演变规律研究 [J], 严玲;刘仁东;严平沅;周敬
3.汽车用轻质TWIP钢的组织演变规律研究 [J], 严玲;刘仁东;严平沅
4.汽车用Fe-Mn-C系TWIP钢的性能研究 [J], 米振莉;代永娟;唐荻;吕建崇
5.汽车用TWIP钢强化方式研究进展 [J], 李清稳;刘帅;耿一帆;袁泽博;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《孪晶诱发塑性(TWIP)钢激光焊接接头的组织与性能研究》
《孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，高强度钢因其优异的力学性能和良好的可加工性，在汽车制造、航空航天等领域得到了广泛应用。
孪晶诱发塑性（TWIP）钢作为新型的高强度钢，具有高韧性、良好的塑性以及优良的成形性等特点，对于提高材料的应用性能和降低成本具有重要价值。
然而，在TWIP钢的加工和应用过程中，焊接技术是一个关键环节。
本文将针对孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能进行深入研究。
二、研究方法1. 材料选择与制备实验选用的TWIP钢为一种典型的孪晶诱发塑性钢。
为确保研究的准确性和全面性，制备了不同厚度和不同热处理工艺的TWIP钢板材。
2. 激光焊接工艺采用高精度激光焊接设备对TWIP钢板进行焊接，调整焊接速度、激光功率等参数，得到不同焊接工艺参数下的接头。
3. 组织结构分析通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段，对焊接接头的微观组织结构进行观察和分析。
4. 性能测试对焊接接头进行拉伸、冲击、硬度等性能测试，以评估其力学性能。
同时，采用电化学方法测试其耐腐蚀性能。
三、结果与讨论1. 组织结构分析结果通过OM、SEM和TEM观察发现，激光焊接接头的微观组织结构呈现出明显的特征。
焊缝区域的组织结构与母材相比有所不同，存在明显的热影响区和熔合区。
在熔合区中，可以观察到孪晶结构的形成和演化。
此外，焊接过程中产生的热应力也会导致接头处产生一定的微观裂纹。
2. 力学性能分析结果拉伸测试表明，TWIP钢激光焊接接头的抗拉强度与母材相近，但延伸率略低于母材。
这主要与焊缝区域的微观组织结构和热应力有关。
冲击测试结果显示，接头的冲击韧性较好，能够满足实际应用需求。
硬度测试表明，焊缝区域的硬度略高于母材，但整体差异不大。
3. 耐腐蚀性能分析结果电化学测试结果表明，TWIP钢激光焊接接头的耐腐蚀性能与母材相当，无明显差异。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
TWIP钢位错滑移与孪生联合诱发塑性的跨尺度力学行为研究孪生诱导塑性(TWinning Induced Plasticity,简称TWIP)钢拥有极其优良的强度、塑性和成形性能,满足了汽车用钢高强高塑性的双重标准。
TWIP钢是由位错滑移与孪生机制共同诱发塑性,掌握其塑性变形过程中微观机制相互作用机理及其对宏观增强增塑的影响规律是亟需解决问题之一。
为揭示各变形机制微结构演化特征及其宏观增强增塑机理,本文以TWIP钢塑性变形微区位错与孪生联合作用的跨尺度表征为切入点,分别发展了微观、细观和宏观尺度相对应的离散位错动力学、物理基唯象位错动力学和晶体塑性有限元方法,并进一步建立了离散位错与晶体塑性非直接耦合的跨尺度力学模型,系统研究了 TWIP钢变形过程中从微观到细观进而到宏观的塑性变形行为。
本文的主要研究成果如下:考虑TWIP钢塑性变形过程孪晶、晶界与位错的相互作用,引入孪晶界位错反应及其拓扑反应准则,建立了耦合孪晶的TWIP钢多晶三维离散位错动力学(3D-DDD)模型。
该模型直观描述了位错在孪晶界和晶界的反应过程,尤其是不同位错在孪晶界的分解反应。
应用该模型定量研究了 TWIP钢塑性变形过程中孪晶对流动应力的贡献。
结果表明,孪晶取向对流动应力影响具有明显的取向效应,在有利取向下,位错运动至孪晶界发生分解反应形成孪生位错协调塑性变形,此时孪晶对流动应力贡献较小。
采用位错理论耦合孪生能量方法分别定量计算了孪晶表面源和内部源形核、长大对应的临界孪生应力,确定了 TWIP钢单晶孪晶内部源形核和表面源长大的激活演化方式,建立了考虑孪晶形核、增殖和长大的物理基唯象位错动力学(DD)模型,研究了 TWIP钢单晶塑性变形过程中孪生机制演化特点及其内在机
理。
结果表明,TWIP钢单晶孪晶演化过程中临界形核应力大于长大应力导致软化效应。
此外,同一晶体取向下拉伸和压缩过程中不同的位错分解反应导致孪晶形核的拉压非对称。
基于晶体塑性理论,在滑移阻力模型中引入位错密度描述位错间相互作用对硬化行为影响,引入多晶均匀化方法处理相邻晶粒间的几何协调和应力平衡,建立了耦合滑移和孪生机制的位错密度基晶体塑性有限元(CPFE)模型。
应用于TWIP钢单晶取向效应及多晶不同加载条件的织构演化研究。
结果表明,TWIP钢单晶典型取向单向加载下孪晶体积达到饱和时,孪晶发生转向,从而导致新的滑移系启动,造成应力突降。
此外,TWIP钢拉伸过程织构密度水平随应变增加而增强;而压缩过程织构类型变化而密度水平基本不变;扭转应变沿径向方向逐渐增加,扭转变形较小时,无织构形成。
通过3D-DDD从微观尺度模拟研究TWIP钢拉伸过程位错在孪晶界和晶界的演化过程,采用统计方法对比分析了孪晶界和晶界对位错滑移的阻碍强度,并将该结论传递至CPFE模型,建立了 3D-DDD和CPFE非直接耦合的跨尺度模型,进一步采用CPFE研究了 TWIP钢变形过程弧形硬化曲线形成机理。
结果表明,孪晶体积增加导致位错密度增加率大于动态回复导致的位错密度减少率时应变硬化率增加,形成弧形硬化曲线;晶粒尺寸越小,应变硬化率峰值应变越小。