单轴拉伸过程中双相不锈钢局部微观变形行为的细观力学有限元分析

针对双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相分别展开了纳米压痕实验,并通过有限元反演得到两相各自的拉伸应力-应变关系,利用Voronoi Tessellation法生成代表性的微结构体积单元,对双相不锈钢的单轴拉伸行为进行了有限元仿真和模拟,研究了双相不锈钢在拉伸过程中的局部应力、应变分布和演化规律.结果表明,利用Voronoi Tessellation法建立单元模型,结合本文通过纳米压痕实验获取的两相力学性能参数,可以很好地模拟双相不锈钢的整体单拉行为,奥氏体比铁素体软,拉伸载荷下双相不锈钢的应变集中在奥氏体中,应力集中在铁素体中;局部应力应变的分布特征与两相分布特征和晶粒形状有关,最大应变值主要集中在奥氏体晶粒狭长且尖锐的区域,而最大应力则主要发生在铁素体晶粒狭长和尖锐的区域;对于奥氏体和铁素体晶粒占比相当的双相不锈钢,其虽然可以具有较为综合的宏观力学性能,但是其微观应力集中的区域和应力最大值相对较大.研究成果为进一步揭示双相不锈钢局部失效机理奠定了基础.