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相变诱发塑性钢是一种备受青睐的汽车用钢,通过相变诱发塑性(TRIP)效应使钢板中残余奥氏体在塑性变形作用下诱发马氏体相变,并产生局部硬化,同时相变均匀扩散提高钢板的强韧性、延展性和抗震性。将晶体塑性理论与有限元法相结合建立晶体塑性有限元模型,能够通过位错滑移和形变孪生对材料塑性变形的本质进行研究。本研究采用基于相变模型的晶体塑性有限元方法,在考虑滑移和孪生的变形机制下,建立描述TRIP钢中残余奥氏体力学行为与晶格特征的数值模型,借助于ABAQUS/UMAT二次开发平台,模拟TRIP单晶单向拉伸中的相变特点、组织演变规律及奥氏体初始取向对马氏体转变的微观影响机制;同时对多晶TRIP钢在不同加载方式下的织构演变进行模拟,以期揭示TRIP钢微观组织与力学性能之间的关系,深入理解马氏体相变的微观机制。主要研究内容如下:在考虑滑移和孪生变形机制的晶体塑性理论基础上,建立基于应力准则的马氏体相变本构关系晶体塑性有限元模型。在室温下进行TRIP钢的单向拉伸模拟,所获得的应力应变曲线与实验结果基本吻合,表明本研究所建的模型能够较为准确地描述TRIP钢的马氏体相变过程。TRIP钢单晶拉伸变形初期,首先在固定的端面四角处出现应力集中,导致局部的应力达到奥氏体的屈服应力,使得奥氏体产生塑性应变,在约5%应变时开始发生马氏体相变。随着应变程度的增加,应力集中区域由中部向拉伸方向延伸,马氏体的体积分数也逐渐增大,直至整个晶粒上半部发生转变,且应变达到40%左右时马氏体体积分数达到最大值。奥氏体晶粒的初始取向不同时,其马氏体相变的起始应变及最大马氏体体积分数有所差异,屈服应力较高的晶粒取向其马氏体转变量的最大值也越大,且开始发生相变的初始应变越小。马氏体相变的难易受奥氏体初始取向的影响,相比于硬取向的[112](Brass)和[201](Copper)奥氏体晶粒,软取向的[110](Cube)、[101](Goss)和[110](Rotated goss)奥氏体内因孪生系启动所需剪切应变较低,孪生速率更快,孪晶累计剪切应变更高,更容易促进马氏体的形成。TRIP多晶模型拉伸过程中,残余奥氏体在变形初相变量较少,之后才逐渐增加,而单晶模型中在较小应变条件下也能出现部分马氏体相变。对不同应变条件下拉伸后的多晶TRIP钢进行形变织构分析,得到的{111}极图与实验结果吻合较好。