双相钢中马氏体塑性与损伤竞争:一项微观力学实验-数值研究
材料科学
2023-05-22 v2
摘要
双相(DP)钢中马氏体损伤已被广泛研究,然而,触发或抑制损伤起始的确切变形机制在很大程度上尚未被探索。虽然通常被认为是硬且脆的,但板条马氏体实际上以高度各向异性的方式变形,在有利的惯习面取向下表现出大应变,这归因于板条形态和所谓的“亚结构边界滑动”。然而,板条马氏体中塑性与损伤之间的相关性(或相互作用)尚未受到太多关注。因此,我们提出一个问题:这些软马氏体塑性机制能否延迟甚至抑制损伤起始?我们通过结合多种最先进的实验和分析方法,分析了几个“损伤敏感”的马氏体缺口,{即两个马氏体岛的薄收缩处}。变形在纳米尺度上进行原位追踪,与详细的微观结构图谱对齐,并针对每个马氏体变体分类为惯习面滑移或非惯习面滑移。在这些实验中,在马氏体缺口中观察到强塑性(>70%),这是由沿有利取向的惯习面滑移实现的;而受损缺口具有不利取向的惯习面,显示出有限的损伤前应变(<10%),由非惯习面滑移承载。此外,并行进行了一对一基于实验的晶体塑性(CP)模拟,采用了最近引入的富集CP方法,该方法在变体的惯习面上模拟软塑性机制。富集CP模拟显示,在未受损且发生塑性变形的缺口中静水应力显著降低,从而揭示软惯习面机制是引入高塑性各向异性的关键,这种各向异性可导致高应变马氏体缺口中马氏体损伤的抑制。
引用
@article{arxiv.2211.06282,
title = {Martensite plasticity and damage competition in dual-phase steel: A micromechanical experimental-numerical study},
author = {T. Vermeij and C. J. A. Mornout and V. Rezazadeh and J. P. M. Hoefnagels},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06282},
year = {2023}
}
备注
accepted for publication in Acta Mater. (33 pages, 12 figures)