高強(qiáng)度汽車鋼的熱機(jī)械性能與相變研究以及典型汽車零件的熱成形制造.pdf

1、高強(qiáng)度鋼，超高強(qiáng)度鋼作為汽車車身結(jié)構(gòu)件的制造材料，可以在保證結(jié)構(gòu)件高安全性的同時大幅度降低零件重量，從而實(shí)現(xiàn)汽車的節(jié)能減排。熱成形作為一種新型的坯料成形工藝，將熱處理與塑性成形相結(jié)合，很好地解決了高強(qiáng)度鋼板在成形過程中所出現(xiàn)的回彈問題，保證了零件的成形精度。然而，這種新型的坯料成形工藝有待于進(jìn)一步的研究，在熱成形工藝原理研究的基礎(chǔ)上，掌握工藝參數(shù)對熱成形零件性能的影響規(guī)律，并開發(fā)出相應(yīng)的熱成形裝備。
　　以武漢鋼鐵(集團(tuán))公司所開

2、發(fā)的高強(qiáng)度熱成形鋼WHT1300HF為實(shí)驗(yàn)材料，在以下幾個方面開展了研究：(1)高溫等溫條件下的熱機(jī)械性能；(2)形變參數(shù)(形變溫度，形變速率，形變量等)對微觀組織轉(zhuǎn)變和形貌的影響；(3)一步法淬火-配分熱處理工藝對殘余奧氏體含量和室溫機(jī)械性能的作用。與此同時，利用WISCO-華中科技大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研制的熱成形實(shí)驗(yàn)線，制備了東風(fēng)S30乘用車B柱，并對熱成形零件的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行分析。通過上述研究，本文得到如下結(jié)果和結(jié)論：
　

3、　(1)在等溫拉伸過程中，增加形變溫度和形變速率分別明顯降低和提高流變應(yīng)力水平和加工硬化指數(shù)?；贏rrhenius形式的本構(gòu)模型，對等溫拉伸真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行了擬合，得到了WHT1300HF高強(qiáng)度鋼的力學(xué)本構(gòu)方程，其計算相對誤差小于5.15％，適用于熱成形零件的設(shè)計和有限元數(shù)值分析。
　　(2)增加奧氏體等溫形變量，有利于鐵素體的缺陷形核，促進(jìn)了形變奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變；奧氏體的形變強(qiáng)化導(dǎo)致馬氏體相變阻力增大，馬氏體相變開始溫

4、度(M S)下降，細(xì)小晶粒數(shù)量和小角度晶界數(shù)量增多。增加奧氏體等溫形變(40％)速率同時促進(jìn)了馬氏體和鐵素體相變；但馬氏體體積分?jǐn)?shù)和小角度晶界數(shù)量減少，細(xì)小晶粒數(shù)量增多。降低等溫形變溫度加劇了奧氏體的形變強(qiáng)化，導(dǎo)致MS溫度下降，馬氏體體積分?jǐn)?shù)、小角度晶界比例減少，細(xì)小晶粒數(shù)量增多，鐵素體含量明顯增加。
　　(3)由于WHT1300HF的含Si含量偏低(0.25wt％)，等溫(250℃，300℃，350℃)碳分配(30，60，90s

5、)導(dǎo)致馬氏體基體中析出-碳化物，未轉(zhuǎn)變奧氏體中無法形成碳富集，最終造成室溫下殘余奧氏體含量很少；但是對其強(qiáng)塑積有所影響，經(jīng)過300℃碳配分60s后，最大強(qiáng)塑積為17.6GPa％。
　　(4)自主研制的熱成形實(shí)驗(yàn)線由電伺服機(jī)械壓力機(jī)、活動托架式數(shù)控加熱爐、坯料傳送裝置組成，并采用實(shí)時同步協(xié)同控制策略對其進(jìn)行控制，保證了操作的安全性和高效率。所制造的東風(fēng)S30熱成形B柱微觀組織均勻，平均抗拉強(qiáng)度為1489MPa，平均延伸率為6.87％