弹塑性相场模型在TRIP钢应变诱发马氏体相变研究中的应用

The retained austenite→martensite transformation during deformation of TRIP steel is one of key factors affecting the dynamic mechanic properties of TRIP steel. To understand the mechanism of strain-induced martensitic transformation on the dynamic mechanic response of TRIP steel deeply, this project plans to develop a 3D elasto-plastic phase field program to simulate fcc→bcc martensitic transformation. Based on basic data from TEM test, thermodynamic database, first-principle calculation, etc., and putting them into phase field simulating, the evolved information, involving in the morphology, volume fraction and orientation distribution of martensite will be obtained. Meanwhile, it is to research the martensitic transformation behavior under different stain conditions, and explore the influence of strain rate, strain situation as well as austenite/martensite modulus discrepancy to the strain-induced martensitic transformation. These studies will help to penetrate into the essence of dynamic mechanic properties of TRIP steel and provide theoretical tools for developing advanced steel materials.

相变诱发塑性（TRIP）钢变形过程中的残余奥氏体→马氏体相变是决定TRIP钢动态力学性能的关键因素之一。为深入理解TRIP钢动态力学响应下的应变诱发马氏体相变机理。本项目拟开发fcc→bcc马氏体相变的三维弹塑性相场程序，借助TEM、热动力学数据库、第一性原理计算等方法所得到的TRIP钢热力学、力学数据作为输入，通过相场模拟，获取马氏体的形貌、体积分数、取向分布等随时间的演化信息，并对不同应变条件下的马氏体相变行为展开研究，探明应变速率、应变状态及奥氏体/马氏体弹性模量差异对应变诱发马氏体相变的影响规律。为深入理解TRIP钢动态力学性能本质，进而服务于新型钢种开发提供理论参考。

项目的背景、主要研究内容、重要结果、关键数据及其科学意义.相变诱发塑性钢（TRIP钢）是先进高强钢的一种，微观组织中包含少量的残余奥氏体，当汽车高速碰撞过程中，发生奥氏体→马氏体相变吸收能量，为汽车安全性提供保障。因此，动态响应（应变速率10~102）下的马氏体相变行为受到关注，本文基于相场模型和实验研究了动态响应下的马氏体相变行为。主要成果包括：（1）建立了模拟马氏体相变的模拟平台，可用于马氏体相变的相场模拟；（2）通过相场模拟，研究了应变速率和应变状态对 TRIP 钢残余奥氏体中马氏体相变行为的影响；（3）通过相场模拟，研究了奥氏体/马氏体弹性模量差异对 TRIP 钢残余奥氏体 中马氏体相变行为的影响机理。所获得的马氏体应变速率、应变状态、弹性模量对马氏体相变行为影响的数据，对设计钢中含马氏体相变的钢种具有参考意义。