不同应变速率下DP980双相钢微观组织特征及变形机制

为了研究DP980双相钢在不同应变速率下的微观组织特征及变形机制。通过室温准静态拉伸(0.001、0.01和0.1 s^-1)和分离式霍普金森拉杆高应变速率拉伸实验(1 156、2 861和3721 s^-1)进行了力学性能评测。借助OM和SEM对变形断口附近的材料的显微组织微观形貌进行了系统表征和分析。结果表明：DP980双相钢的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率随着应变速率的提高而不断提升,表现出明显的塑性和强度的双增现象。不同应变速率下DP980双相钢的断裂方式均为韧性断裂,但在高应变速率下韧窝分布更为均匀,且大尺寸韧窝数量以及韧窝深度均大幅增加。在高应变速率下除了在铁素体和马氏体相界面发生脱粘现象外,马氏体基体内部出现了开裂现象,表明马氏体也参与了较大程度的变形。     

800MPa级冷轧双相钢的动态变形行为及本构模型

采用Hopkinson拉杆试验系统对800 MPa级冷轧双相钢（DP800）进行动态拉伸试验,动态拉伸选择应变速率为500、1000和2250 s^-1.通过比较试验结果得出：双相钢的塑性延伸强度R_p0.2和抗拉强度R_m与应变速率的关系呈指数形式增加;DP800在高应变速率塑性变形会产生绝热温升效应,计算可得DP800在应变速率为2250 s^-1时拉伸变形产生的绝热温升为89℃.基于J-C（Johnson-Cook）模型和Z-A（Zerilli-Armstrong）模型,对DP800的本构模型进行了研究,并对J-C模型应变速率效应多项式进行二次化修正,修正后的J-C模型相较于J-C模型对DP800在不同应变速率下的平均可决系数从0.9228提高到0.9886.     

DP980钢及DP980钢激光焊接接头的高周疲劳性能

摘要：为了研究DP980钢的高周疲劳性能,采用疲劳试验机对DP980钢和DP980钢激光焊接接头进行高周疲劳试验,得到Basquin方程,并利用光学金相显微镜和扫描电镜进行组织和断口分析。结果表明：DP980钢激光焊接接头的焊缝根部和顶部出现形状凹陷,焊接接头的质量为中等。DP980钢疲劳极限为341MPa,DP980钢激光焊接接头的疲劳极限为148MPa,激光焊接接头的疲劳极限较母材的疲劳极限降低约50%。对于DP980钢而言,铁素体/马氏体晶界是裂纹萌生的主要位置,疲劳断口为准解理断口。对于DP980钢激光焊接接头而言,疲劳裂纹源位于焊缝凹陷处,而非热影响区及母材,疲劳断口为解理断口。DP980钢和DP980钢激光焊接接头的疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条带,并伴随有二次裂纹。     

基于Hopkinson拉杆技术的QP980钢动态力学性能研究

应用Hopkinson拉杆及改进后的中断试验技术,对QP980钢的动态性能进行了研究。通过X射线衍射试验测得0.001s^-1和800s^-1应变率下残余奥氏体体积分数的演化规律。分析表明与准静态相比,在800s^-1下QP980钢的高流变应力会加快马氏体相变的速率,导致均匀延伸率的下降;动态预变形的试样再次受到动态加载时会呈现出更高的流变应力。     

QP980淬火-配分钢MAG焊接头组织及力学性能

QP980淬火-配分钢属于第三代先进高强钢,具有强塑积高、成形性好等优点而成为汽车轻量化发展的重要材料。对国内某公司生产的1.5 mm厚的QP980淬火-配分钢采用机器人MAG焊(熔化极活性气体保护焊)进行焊接,分析焊接工艺参数对其焊接接头组织和力学性能的影响。考虑到焊接的淬火作用以及焊接接头的等强匹配原则,采用ER50-6焊丝作为填充材料。研究结果表明,在合适的焊接工艺窗口内,减小焊接热输入有利于提高焊接接头的强度,但对其塑性有不利影响。焊接接头横截面的组织和力学性能变化非常大,焊缝金属区主要由铁素体和珠光体组成,硬度较低,但能达到原始母材的硬度值;靠近焊缝的热影响区主要是完全相变区,该区是由原始母材组织发生奥氏体转变后冷却产生的以板条马氏体为主的组织,硬度较母材有较大提升,该区成为焊接接头的硬化区,而靠近母材的焊接热影响区主要包括两相区和回火区,两相区中部分组织发生了奥氏体转变,冷却后转变的组织较原始组织中的马氏体含量有所降低,硬度略有下降,而回火区是由原始组织中的铁素体、少量奥氏体以及发生了回火的马氏体组成,由于马氏体的回火作用,硬度也略有降低。在该钢的MAG焊中,焊接接头软化现...     

热输入对DP980激光焊组织和力学性能的影响

为了研究DP980钢的焊接性能,采用3种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,熔融区为板条马氏体,热影响区为马氏体、铁素体和回火马氏体,随着热输入增加,上下表面的熔宽逐渐增大,强塑积逐渐减小,热影响区的软化程度逐渐恶化。从熔融区到母材,显微硬度的变化趋势是先降低后升高。焊接接头静态拉伸失效位置均在亚临界热影响区,拉伸断口为韧性断口,随着热输入增加,杯状韧窝逐渐转变为较大的抛物线状韧窝,通过分析不同热输入条件下焊接接头的静态拉伸应变场云图,可知在塑性变形阶段,熔融区两侧呈双峰形貌,随着热输入的增加,软化区的面积逐渐增大,颈缩易出现在熔融区两侧的软化区部位。     

基于材料微观组织演变的铝合金本构模型研究

文章在Gleeble-1500热模拟实验机上通过轴对称等温压缩实验得到6061铝合金的真实应力-应变曲线,研究了该合金高温变形时的流变力学行为。以位错密度、晶粒尺寸及再结晶分数为内变量构建基于材料微观组织变化的6061铝合金流变应力本构模型,通过参数反求方法求解了高温流变应力本构参数。结果显示该模型能够准确描述6061铝合金在热变形过程中发生的加工硬化及动态回复、动态再结晶现象,能够准确预测材料晶粒尺寸变化以及微观组织的再结晶体积分数。     

980MPa级汽车用高强钢冷轧厚度波动原因分析及解决方案

从热轧及冷轧工艺参数与设备运行情况入手,分析了DP980高强双相钢冷轧环节带钢头部和尾部厚度波动大的原因。认为热轧带钢在冷却过程中组织及性能差异,是造成带钢头部与尾部厚度波动的主要原因。采用U型冷却方式后,热轧带钢组织和性能更加均匀,避免了带钢长度方向的强度差异造成的冷轧厚度波动。     

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小, 随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.      

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究,分别在650～950℃温度区间内,以0. 01、0. 1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试,并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明:38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时,热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著,而当温度逐渐升高时,二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响,建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析,得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现,通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.     

High cycle fatigue behavior of DP980 steel and DP980 steel laser welded joints

For the study of the DP980 steel high cycle fatigue property, high fatigue tests of DP980 steel and DP980 steel laser welded joints were carried out with fatigue testing machine, the Basquin equation was concluded. Microstructures and fractures were analyzed by optical microscope and scanning electron microscope. The results show that DP980 steel laser welding joints have the weld concavity at the welding root and top, the quality of welded joints is medium. The fatigue limit of DP980 steel is 341MPa, the fatigue limit of DP980 steel laser welded joint is 148MPa, the fatigue limit decreases by 50% compared with the fatigue limit of the base metal. For DP980 steel, the crystal boundary of the ferrite/martensite is the main location of micro cracks initiation, the fatigue fracture of DP980 steel is the quasi cleavage fracture. For DP980 steel laser welding joints, the fatigue cracks initiation is located in the weld concavity, not in the heat affected zone, the fatigue fracture is cleavage fracture. DP980 steel and DP980 steel laser welding joints crack propagation is characterized by the obviously fatigue striations coupled with secondary cracks.     

Abrasive Wear Resistance of Dual Phase Steels DP980 and DP600

The abrasive wear resistance of dual phase(DP)steels DP980 and DP600 was investigated by using an ASTM rubber wheel abrasion tester.At 2.40m·s-1 sliding speed under 19.9Nload with 180-355μm abrasive sands,the wear rates of DP980 and DP600were 1.01×10-11 and 0.86×10-11 m3·m-1,respectively,corresponding to about 1.9and 2.3times of the relative wear resistance of normal low-carbon steel ASTM A283 C.Using directly water quenching from austenitic temperature,the abrasive wear resistance of DP980 samples under 19.9 N load could be improved by 1.65 times.The wear rates of DP980 and DP600samples decreased respectively with increasing sliding speed and abrasive particle size and decreasing applied load.The experimental results reveal that the effect of martensite on the wear resistance not only depends on the volume fraction but also depends on the morphology,distribution and grain size.     

Comparative study of resistance spot welding performance between cold-rolled DP980 and Q&P980 steels

Advanced high strength steel (AHSS) has been widely used in the automobile industry.The resistance spot welding performance of DP980 and Q&P980 steels was studied through comparing the two steels’welding current range,tensile shear strength (TSS),cross tension strength (CTS),weld spots’microhardness,etc.The following conclusions were achieved:It is easy for both DP980 and Q&P980 steels to get a nugget size bigger than 4 mm,they all have welding current ranges exceeding 2 kA and high weld strength.     

高伸长率冷轧双相钢DP980显微组织及性能

摘要：为了进一步提高冷轧双相钢DP980的强塑性,采用低C-Si-Mn-Nb-Cr成分,通过调整连续退火工艺参数,系统研究了工艺组织性能的关系,利用OM、SEM、EBSD分析了不同退火温度条件下各相的比例、尺寸、形貌、分布,同时利用力学拉伸试验手段研究了连退两相区退火温度对强塑性的影响。结果表明,通过优化调整连续退火工艺,不仅可以在冷轧铁素体和马氏体双相钢的组织上获得少量的残余奥氏体,也能细化再结晶晶粒,最终获得ReL/Rm≤0.5、高伸长率A50≥15%的冷轧DP980,提高强塑性的同时改善了成型性能。     

高铝TRIP钢的高温力学性能

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃-熔点,第Ⅲ脆性区间为800-925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时（850℃）,断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的Al N颗粒,但对钢的热塑性没有影响.     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

摘要：为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

连续退火参数对980 MPa级冷轧双相钢组织和性能的影响

采用带钢连续退火模拟试验机,研究了连续退火过程中加热速率、两相区保温温度和过时效温度对冷轧双相钢DP980组织和性能的影响规律。研究结果表明,适当提高加热速率有利于马氏体晶粒的细化和带状组织的改善,当加热速率达到45℃/s时可获得较高的强度和塑性。退火温度直接决定了硬质第二相的体积分数、分布和形貌,在800℃左右进行退火保温可以获得良好的综合性能,保温温度过低或过高都会导致强塑性匹配较差。随着过时效温度的降低,强度升高,伸长率下降,试验钢退火后加工硬化系数明显增大。     

搅拌摩擦加工IF钢的组织性能

对3 mm厚的DC04冷轧IF钢板进行搅拌摩擦加工,研究加工区域的微观组织与力学性能.在旋转速度为950 r·min^-1,加工速度为60 mm·min^-1时,采用加工后强制冷却技术可获得光滑平整且没有缺陷的加工表面.搅拌摩擦加工后组织显著细化,加工中心的平均显微硬度约为HV 135.6,是母材硬度的1.4倍,表面细晶层硬度最高可达到HV 312.8,细晶层和过渡层的抗拉强度分别比母材的抗拉强度提高50.9%和47.6%,加工前后试样的拉伸断口均呈微孔聚合韧性断裂特征.细晶强化对材料抗拉强度的提高起主要作用.