北京科技大学学报 第35卷 ·470 形变孪晶的产生在此阶段会出现区域性不均 瞬时形变硬化速率保持得相对稳定.两种曲线与之 匀的现象.形变孪晶的形貌和分布并不统一，有的 前阶段的区别也表明了TWIP钢的硬化机理、塑性 区域的形变孪晶条纹粗大且相互平行，有的区域形 机制类型和强度的改变，与本阶段微观组织的变化 变孪晶条纹短小有交错.在拉伸试样形变过程中， 相吻合 某一区域应力较大，则这个区域的硬化程度就会强 形变孪晶作为一种亚结构，起着亚晶界的作 于其他区域，组织的形貌特征变化也会率先于其他 用，强烈地阻碍位错的滑移，使形变组织中的位错 区域.随着应变量的增大，大部分区域都会观测到 塞积.图5(a)所示的形变孪晶交界处有被孪晶界阻 两种相互交错形变孪晶系.第一位向形变孪晶T1先 碍着的高密度位错区域存在，使得TWIP钢发生塑 产生，第二位向形变孪晶T2在第一位向形变孪晶 性变形需要克服更大的阻力，从而提高了材料的强 片层间产生.第二位向形变孪晶T2的产生要建立 度和加工硬化系数.另一方面，由于形变李晶的不 在较高内应力的前提下，一般在中高应变量阶段的 断产生，晶粒被不断切割细化且其位向发生突然改 TWIP钢中可以观察到. 变，滑移系由不利方向转动至有利方向，有利于应 回顾图1和图2中TWIP钢在这一变形阶段 力的松弛，维持其形变继续进行 的加工硬化行为，可以观察到其加工硬化速率降低， 1 pm 500m d 200nm 图5Fe-Mn-SiA1系TWIP钢形变第三阶段的透射电镜像(e=0.10).(a)变形区域：(b)区域放大图：(c)位错和形变孪晶：(d) 图(c)示意图 Fig.5 TEM images of Fe-Mn-Si-Al TWIP steel at the third stage of deformation (e=0.10):(a)deformation zone;(b)region enlargement;(c)dislocations and deformation twins;(d)schematic diagram of (c) 第四阶段：真应变量在0.130.22之间.图6(a) 孪晶的数量急剧增加，大部分的晶粒内都存在形变 和图6(b)是两种TWIP钢在真应变为0.15时的透 孪晶，晶粒在更小尺度上被切割.第二位向形变李 射电镜像，图6(c)和图6(d)是两种TWIP钢在真晶T2在第一位向形变孪晶T1的片层间产生，有 应变为0,20时的透射电镜像.这个阶段最主要的金 时候甚至会贯穿多个孪晶片层，但形变李晶T2基 相特征是第二位向的形变孪晶的产生和在透射电镜 本都是出现在高位错密度区域.这是由于高位错密 中能够观察到的高密度位错区域的出现.由图2可 度区域更有利于形变孪晶的产生，更易释放因形变 知加工硬化系数达到最大值后趋于稳定.此时形变 量增加而不断聚集的应力.两种不同位向的形变李4 7 0 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 形变 孪晶的产生在此阶段会 出现区域性不均 匀 的现象 形变孪 晶的形貌和分布并不统一 有的 区域的形变孪晶条纹粗大且相互平行, 有的区域形 变孪晶条纹 短小有 交错 在 拉伸试样形变过程中, 某一区域应力较大, 则这个区域的硬化程度就会强 于其他区域, 组织的形貌特征变化也会率先于其他 区域 随着 应变量的增大, 大部分区域都会观测到 两种相互交错形变孪晶系 第一位 向形变孪晶 先 产生 , 第 二位 向形变孪晶 在第一位 向形变孪晶 片层间产生 第二位 向形变 孪晶 , 的产生要建立 在较 高内应力的前提下, 一般在 中高应变量阶段的 钢中可 以观察到 回顾图 和图 中 钢在这一变形阶段 的加工硬化行为, 可以观察到其加工硬化速率 降低 , 瞬时形变硬化速率保持得相对稳定 两种曲线与之 前阶段的区别也表 明了 钢的硬化机理 、塑性 机制类型和强度 的改变 , 与本阶段微观组织 的变化 相吻合 形变孪 晶作为一种亚结构 , 起着亚 晶界的作 用, 强烈地阻碍位错的滑移, 使形变组织中的位错 塞积 图 所示的形变孪晶交 界处有被孪晶界阻 碍着 的高密度位错区域存在 , 使得 钢发生塑 性变形需要克服更大的阻力 , 从而提高 了材料的强 度和加工硬化系数 另一方面 , 由于形变孪晶的不 断产生, 晶粒被不断切割细化且其位向发生突然改 变, 滑移系由不利方向转动至有利方 向, 有利于应 力的松弛, 维持其形变继续进行 图 一 一别一 系 钢形变第三阶段的透射电镜像 司 变形区域 , 区域放大图 位错和形变孪晶 图 示意图 入 , 凡一入,卜 一 。。 , 月 。 ` 〔 一 , 〔 `、· , 〔, 、〕, 。 王〕 〔, 、 , , , 、 、 、、 〔 、 川 第 四阶段 真应变量在 、住 之间 图 。 和 图 是两种 认丁 钢在真应变为 时的透 射 电镜像 , 图 和 图 是两种 钢在真 应变为 时的透射 电镜像 这个阶段最主要的金 相特征是第二位向的形变孪晶的产生和在透射电镜 中能够观察到 的高密度位错区域 的出现 由图 可 知加工硬化系数达到最大值后趋于稳定 此时形变 孪晶的数量急剧增加 , 大部分 的晶粒 内都存在形变 孪晶, 晶粒在更小尺度上被切割 第二位 向形变孪 晶 在第一位向形变孪晶 的片层间产生, 有 时候甚至会贯穿多个孪 晶片层, 但形变孪 晶 基 本都是出现在高位错密度区域 这是由于高位错密 度 区域更有利于形变孪晶的产生, 更易释放因形变 量增加而不断聚集的应力 两种不同位 向的形变孪