先进高强钢扩孔失效机制实验与跨尺度模拟

通过扩孔实验及微观组织表征实验研究了低碳马氏体钢扩孔的变形及失效机制,并基于实验结果分析,构建了跨尺度模拟方法,探讨了变形路径及晶体取向对低碳马氏体钢扩孔的变形及失效机制的影响.实验结果表明,扩孔变形后宏观裂纹分布与板料方向有关,微观孔洞的形核及生长与马氏体晶粒和夹杂物的形态及分布有关,断裂模式为微孔聚合型韧性断裂.变形导致的微孔形核点主要位于马氏体晶粒内、晶界间以及夹杂物周围,微孔生长方向为晶粒与夹杂物的长轴方向.模拟结果表明,晶体取向相同时,孔边缘外围最先发生断裂;变形路径相同时,晶体取向不同使得材料内部的应力及裂纹分布有所差异,与裂纹扩展方向平行的长轴晶粒更容易发生裂纹扩展.实验及模拟的一致性表明跨尺度建模方法可以有效地解释真实微观组织在复杂变形路径下的变形及损伤行为.