铁素体不锈钢是一种典型的节镍型不锈钢,随钢铁行业冶炼技术的提升,可以有效降低铁素体不锈钢中间隙原子碳、氮的含量,并通过添加铌、钛等微合金元素使其耐蚀性能可以达到奥氏体不锈钢水平。此外,铁素体不锈钢因具有优异的抗应力腐蚀性能、高导热系数、磁性等特殊性能,使其在家电、汽车、建筑等行业具有广泛应用前景。同时,铁素体不锈钢也是一种织构影响其性能的典型材料,其形变及再结晶过程中组织变化的同时晶体取向也将发生改变从而形成织构,研究表明成品板中<111>//ND再结晶织构含量增加有利于提高铁素体不锈钢的深冲性能,成形过程中出现的表面起皱缺陷也被认为与其微区织构分布相关。铁素体不锈钢制备过程中的形变织构及塑性加工过程中的各向异性均与铁素体多晶体塑性变形特性相关。因此,研究铁素体多晶体塑性变形特性对分析形变织构和变形各向异性具有重要的理论意义与应用价值。本文结合实验研究与晶体塑性理论,通过形变及再结晶退火实验分析了铁素体不锈钢晶体塑性变形机理和铁素体不锈钢成品板的织构形成规律;构建了基于连续位错塑性变形理论的晶体塑性有限元模型,分析了铁素体不锈钢成品板塑性变形过程中微观取向对表面起皱的影响规律,实现了铁素体不锈钢形变过程应力-应变响应及表面起皱的定量预测,具体研究内容包括:1)铁素体不锈钢冷轧变形及再结晶退火过程中组织、织构的演变规律研究采用电子背散射(EBSD)技术检测了变形量为30%、50%、70%冷轧板的微观取向及组织,明确了铁素体不锈钢变形后取向主要为α织构和γ织构。且随着变形量的增加,γ织构强度不断增加,组织被拉长为纤维状,小角度晶界密度及储能提高。再结晶后的晶粒尺寸也会随着变形量的增加逐渐细化,从而有利于材料性能的提升。采用准原位跟踪技术研究了冷轧样板不同退火时间下的再结晶过程,成功获取了铁素体不锈钢再结晶过程中组织形貌及微观取向演变过程。揭示了再结晶过程中形核位置按γ织构→其它取向(非γ、α织构取向)→α织构顺序进行,形核处小角度晶界消失,储能降低。且由于取向形核机制,新晶粒取向会部分保留原有变形晶粒取向,从而形成再结晶织构。2)铁素体不锈钢板材的微观取向特征检测及分析为赋予晶体塑性有限元真实取向,对成品板铁素体不锈钢RD-ND截面、RD-TD截面的表面及中心微区取向进行了EBSD检测,分析了其微区织构、晶界分布特点,明确了铁素体不锈钢微观取向主要集中于α织构和γ织构上,中心位置取向有沿轧向呈晶粒簇分布的趋势,且中心位置与表面位置织构强度上的区别使得其沿厚度方向存在织构梯度。3)晶体塑性有限元模型构建基于晶体塑性理论,利用Abaqus有限元软件中材料变形子程序UMAT,在Huang Yonggang单晶体塑性程序框架基础上,编写了体心立方铁素体多晶形变晶体塑性有限元模型。基于率相关模型,表征了铁素体不锈钢的形变硬化模型。通过查阅文献和应力应变曲线拟合,确定了铁素体不锈钢的晶体塑性本构参数。通过对Chao、Takechi、Wright三人提出的铁素体不锈钢表面起皱的经典理论模型进行计算,阐明了晶粒簇是铁素体不锈钢起皱的重要原因。此外,将实验获得的铁素体不锈钢晶体取向分布EBSD数据,导入构建的晶体塑性有限元模型,分析了表面层和中心层微区晶体取向分布与起皱的对应关系,以及织构梯度对起皱的影响,计算结果与实验结果对比一致。通过计算,明确了正应变(E33)和剪切应变(E13)是决定晶粒簇与周围区域变形产生区别的重要因素,从而使得变形表面起皱。最后通过对比模拟和实验获取的真应力-应变曲线,验证了模拟结果的正确性。