利用3DXRD和EBSD研究复杂相钢中晶粒尺度对原位变形诱导相变的影响

本文设计了一种具有刻意不稳定奥氏体$\gamma$相的新型复杂相钢合金,使得能够在低塑性应变水平下探究变形诱导马氏体相变(DIMT)。因此,利用远场三维X射线衍射(3DXRD)和电子背散射衍射(EBSD)对DIMT进行了原位、无损探究。在10%外加应变下,EBSD观察到大量$\alpha'$马氏体形成,3DXRD捕获了许多$\varepsilon$晶粒形成事件,表明通过反应$\gamma \rightarrow \varepsilon \rightarrow \alpha'$的间接马氏体相变。以$\varepsilon$晶粒形成作为$\gamma$晶粒稳定性的直接度量,我们确定了若干微观结构属性(如晶粒尺寸、取向和邻域构型)对$\gamma$稳定性的影响。发现较大的$\gamma$晶粒比较小的晶粒更不稳定。任何以{100}平行于加载方向的$\gamma$晶粒在较低应力下优先发生相变。产生母相$\varepsilon$的$\gamma$晶粒具有铁素体/马氏体体积分数增加的邻域。该发现明确表明,$\alpha$/$\alpha'$促进相邻晶粒中的$\varepsilon$形成。还评估了用于$\varepsilon$变体预测的最小应变功准则模型,其对大多数晶粒效果良好。然而,较低应力下形成$\varepsilon$的晶粒由该模型预测较差,表明必须考虑晶体尺度行为以实现准确的$\varepsilon$形成。本工作的发现被视为未来合金设计的关键,其中变形响应可通过调控微观结构及局部或宏观晶体取向来控制。