科创中国

      针对TWIP钢内部复杂的塑性变形机理的阐述，通过耦合孪晶的DDD方法系统研究了不同晶粒尺寸和孪晶片层厚度下的流动应力及位错密度演化规律，对比分析了晶界及孪晶界对位错阻碍作用，经过完全退火处理TWIP钢拉伸加载过程中孪晶对流动和位错密度演化影响小于晶界，孪晶界对位错的阻碍作用不超过晶界的1/3。将DDD模拟孪晶对位错滑移影响引入位错密度基耦合滑移、孪生和相变三机制的CPFE模型中，研究了TWIP钢拉伸变形过程中应变硬化弧形曲线形成原因。结果表明：应变硬化率增加与孪晶激活和孪晶变化率无关，当孪晶形成导致位错密度增加率大于动态回复导致的位错密度减小率时，孪晶对应变硬化率影响逐渐超过位错密度，此时硬化率随孪晶体积增加而增加，即应变硬化率曲线开始上升。此外，孪生机制对塑性应变贡献很小，可以忽略。随着初始晶粒尺寸减小，位错密度增加率加快，因此应变硬化率初始上升的应变越小，同时由于位错密度增加率增加，这也使得位错密度减小率较快的达到位错密度增加率，即晶粒尺寸越小，应变硬化率峰值越小。

成果亮点：

1. 研究成果已发表SCI/EI论文20篇，授权发明专利1项。

2. 技术先进性：国内领先。

性能指标：

1. 定量分析了孪晶对于对位错的阻碍作用不超过不超过晶界的1/3。

2. 针对汽车用TWIP钢的成形极限预测与实验之间的误差小于2%。

技术优势：

1. 阐明了TWIP钢在塑性变形阶段内部各种变形机制的相互作用，建立了耦合滑移、孪晶和相变三机制的CPFE模型和考虑孪晶效应的DDD模型，并将两种模型加以非直接耦合。

2. 将建立的模型成功应用于TWIP钢成形极限的预测分析，表明初始厚度不均度0.97~0.99、初始凹槽角度0°~ 45°和铜型织构得到的成形极限性能较好。

3. 揭示了冲杯实验过程中TWIP钢的变形机制与宏观力学性能的关系。

市场分析：

本成果拟转移的重点领域为汽车制造业、防护工程和军用车辆用钢等。

       孙朝阳教授，博士生导师，北京科技大学机械工程学院副院长，长期从事材料多尺度力学行为、塑性加工理论及应用、难变形合金热挤压理论及应用、轻量化成形制造等领域的研究。研究团队依托金属轻量化成形制造北京市重点实验室、教育部零件近净轧制成形工程研究中心，所领导的研究团队目前科研人员达到40人，包括中国工程院院士、英国皇家工程院院士和千人计划入选者在内的教授、副教授人数上升到30名以上。年龄结构以35～50岁的中青年科研人员为主要学术骨干成员，形成一支强有力的科研团队，团队之间实现了技能互补和合理的角色分工，在轻量化成形制造的研发方面已经产生了丰富的研究成果。

      本成果可以有效对TWIP钢的变形机制做具体的分析，为新一地啊TWIP钢的研发和其他汽车用钢的开发提供思路，不仅能够有效地应用于轻量化设计以降低油耗，还能较大的吸收能量以保证人员的安全性，具有良好的经济效益与社会效益。

合作方式：整体转让、技术许可、合作开发

推广应用情况：目前处于研发阶段，但是取得了部分结果，其中有关CPFE-DDD模型已应用于汽车用钢板料成形极限的预测研究。

期望技术转移成交价格（大概金额）：500万。