孪生诱导塑性(TWIP)钢具有优异的机械性能,是一种在碰撞中能吸收大量能量的材料,广泛应用于汽车和高速列车。非均匀变形对材料的损坏和破裂有很大影响。因此,研究非均匀变形对工程应用具有重要意义。本课题研究了TWIP钢变形过程中非均匀变形的特征,及其控制因素和微观组织演变。TWIP钢的原位拉伸试验采用自制微型材料测试系统(MMTS)在扫描电子显微镜(SEM)中进行,并对不同拉伸应变下的样品表面图像进行数字图像相关处理,得到应变场。在变形期间,通过电子背散射衍射(EBSD)表征样品的微结构。变形过程中,滑移带可以通过晶界,取向差为10°-30°,并激活相邻晶粒的滑移带,而在晶界(GBs)无应变集中。当滑移带被GBs部分阻挡,取向差为30°-50°时,导致相对较小的应变集中于GBs;滑移带被GBs完全阻挡,取向角超过50°,导致应变集中较大。非均匀变形由滑移长度主导,具有较大滑移长度的晶粒,堆积位错数量较大。较软的晶粒取向有利于位错滑移,导致较软取向晶粒的应变浓度较大。应变浓度也优先于高角度GBs发生。在较大应变下,由于宏观变形孪晶的发生,也存在非均匀变形。EBSD结果表明,不同晶粒的旋转角度和旋转方向不同。晶粒旋转基本遵循泰勒模型:具有<001>-<111>边界处取向的晶粒在0-12%应变下朝<001>-<101>旋转;其他晶粒朝<001>-<111>边界旋转。在较大的应变下,晶粒内存在束状孪晶,其中部分晶粒激活多个孪生系统。孪晶可以相互交叉,导致应变集中。