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大变形管线钢主要由双相组织构成,通过低碳或超低碳的多元微合金化设计以及特定的控轧控冷技术,可以在较大的厚度范围内分别获得贝氏体/铁素体(B+F)和贝氏体/马氏体/奥氏体(B+M/A)双相组织。 试验钢组织均由贝氏体和铁素体基体构成。单相铁素体与单相贝氏体机械性能相差较大,双相钢显微组织不均匀,每一相中的各晶粒之间的位向不同,微裂纹扩展非常迅速,因此,通过试验很难准确及时观察双相钢内微裂纹的扩展和应力-应变的分布。为提高双相钢数值模拟的精度,本文在实际SEM组织的基础上通过CAD建立2D几何模型,创建各向同性弹性模型,创建多线性随动强化塑性模型。在边界约束条件下,分析试验钢在拉伸过程中的弹塑性行为,探讨双相钢微孔形核机制及断裂过程。 结合双相钢原位拉伸试验和有限元模拟,试验应力-应变曲线与模拟应力-应变曲线相一致,表明本文所建立的有限元模型可以有效进行双相钢数值模拟;由于强硬相贝氏体和软韧相铁素体之间的塑性变形不协调导致局部应变高度集中;单轴拉伸过程中,铁素体有利于提高双相钢的韧性,在较低应力下首先发生变形;贝氏体承担绝大部分应力,变形困难。微孔通常在双相钢的应力集中的危险点形核,微裂纹在F-B相界面处沿孔洞边缘进行撕裂扩展或直接穿过铁素体晶界。随着贝氏体含量升高,双相钢因相界面分离形成的微孔数量增多,少量贝氏体断裂形核;试验钢的强度增大,硬度增大;试验钢的延伸率和加工硬化指数变小,塑性变差。