汽车用22MnB5与26MnB5钢组织性能对比研究

以汽车制造行业常见22MnB5钢和26MnB5钢为研究对象,从显微硬度、组织和CCT曲线出发,对不同钢的组织性能进行深入探究。结果表明,26MnB5的显微硬度更高,带状组织清晰,且CCT曲线右移明显,可供相关人员参考。     

DP780双相钢电阻点焊接头的显微组织和力学性能

通过电阻点焊对2.0mm厚DP780双相钢板进行焊接,通过接头的焊接质量检验得到了较佳的焊接参数,并研究了接头的显微组织、剪切力和显微硬度。结果表明:较佳的点焊工艺参数为焊接压力5kN,焊接电流9~10.5kA,焊接时间320~400ms;在较佳的焊接工艺下,点焊接头的熔合区主要为马氏体,热影响区主要由尺寸较小的马氏体、铁素体和贝氏体组成;当焊接电流为9.5kA、焊接时间为400ms、焊接压力为5kN时,点焊接头的剪切力和熔核直径均达到最大,分别为32.58kN和7.9mm;在相同的点焊时间和压力下,随着焊接电流增大,熔核区的显微硬度降低。     

2mm厚1000 MPa级双相钢板电阻点焊工艺参数的优化

对2 mm厚国产汽车用1000MPa级双相钢板进行了不同工艺条件的电阻点焊,对各点焊接头显微组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析,在此基础上优化了工艺参数。结果表明:在试验条件下,最佳点焊工艺参数为焊接电流12 kA,焊接时间12周波(0.24s),焊接压力3.5 kN;此条件下焊接接头的断裂方式以韧性断裂为主。     

22MnB5钢制轿车后桥横梁热冲压成形的有限元模拟

通过Deform有限元分析软件对3.8mm厚22MnB5钢制轿车后桥横梁的热冲压成形过程进行了模拟,分析了合模保压过程中板料的温度变化;对22MnB5钢制后桥横梁进行了热冲压成形试验,测试了热冲压过程中板料的温度变化,并与有限元模拟结果进行了对比分析,研究了成形后横梁的显微组织和硬度。结果表明:在热冲压成形过程中,合模保压后板料温度快速下降,冷却速率达到30℃·s-1以上,可实现22MnB5钢的淬火强化;试验测得热冲压成形过程中板料的温度变化曲线与模拟曲线一致,相对误差在10%以内,模拟结果较准确;热冲压成形件的最终显微组织为板条马氏体,显微硬度达到480HV以上。     

TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢电阻点焊工艺优化及接头性能分析

以厚度均为1.5 mm的TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头为研究对象,以接头剪切拉伸载荷为评价指标,运用正交试验优化其焊接参数,采用极差法和方差法对结果进行分析,随后增加焊前预热条件,分析对比相同焊接电流、焊接时间、电极压力参数下采用预热和无预热时点焊接头的剪切拉伸载荷,利用电子拉伸试验机、金相显微镜和显微硬度仪分别对预热和无预热两种条件下较优焊接参数时的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析,研究TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头力学性能及接头各区域的金相组织、硬度特点。结果表明:运用焊前预热能够获得性能良好的点焊接头,相同焊接参数情况下,预热点焊接头的剪切拉伸载荷比无预热高5.5%以上;两种条件下较优焊接参数时,无预热点焊接头为脆性断裂,预热点焊接头为韧-脆混合断裂;采用预热获得的点焊接头组织比无预热更为致密;预热点焊接头熔核和母材的硬度比无预热时有所下降,熔合线硬度过渡平缓。其主要机理是,预热使点焊接头熔核周边优先发热,热影响区扩大,熔核韧性提高和熔核周边应力集中缓解,从而提高了点焊接头的强度。     

铝镁合金填充式搅拌摩擦点焊接头的显微组织及力学性能

对2.0mm厚的5A06铝合金板进行不同工艺参数的填充式搅拌摩擦点焊,并对点焊接头进行了显微组织观察及剪切拉伸、十字拉伸试验。结果表明:接头可以分为焊核区、热机影响区、热影响区、压力影响区和母材区等部分,其显微组织主要为α-Al固溶体,并有金属间化合物β-Mg2Al3相等在基体上分布;随着焊接时间延长和焊接旋转速度的增大,点焊接头的剪切拉伸性能和十字拉伸性能呈现先快速增加后缓慢下降的趋势;当焊接旋转速度为2 000r·min-1,焊接时间为3.5s时,点焊接头最大剪切拉伸载荷可达8 194N,最大十字拉伸载荷可达3 565N。     

铌钒微合金化对22MnB5热成形钢显微组织与性能的影响

复合添加质量分数均为0.04%的铌和钒对22MnB5热成形钢进行微合金化,对比研究了微合金化前后试验钢的显微组织、拉伸性能、淬透性和极限尖冷弯性能,分析了铌钒微合金化对性能的影响机制。结果表明:微合金化前后试验钢的显微组织均为全马氏体且均存在明显的马氏体板条束,微合金化后的组织更为细小,马氏体板条束长度更短,拉伸性能略有提升;铌钒复合微合金化能有效提高试验钢的淬透性,其淬硬层深度由未微合金化的3～5mm提高到13～14mm;铌钒微合金化后试验钢的极限尖冷弯角为65°～70°,显著高于未微合金化的;NbC细化晶粒与VC沉淀强化的协同作用是微合金化后试验钢具有更优性能的根本原因。     

工艺参数对QStE460TM酸洗钢电阻点焊接头性能的影响

随着轻量化在车身制造中的应用,新材料焊接性能的研究至关重要。通过一系列焊接实验获取不同焊接工艺参数条件下QStE460TM酸洗钢电阻点焊接头,同时对接头的几何形貌、显微硬度和准静态力学性能进行对比分析,结果表明:随着点焊电流的增大,QStE460TM酸洗钢的熔核直径和接头准静态强度增大,而熔核区的显微硬度下降;随着焊接时间的增加,QStE460TM酸洗钢的熔核直径先增大后趋于稳定,熔核区显微硬度和接头准静态强度呈现先增大后降低的特点。     

TRIP钢板电阻点焊接头的疲劳性能

分别对TRIP800钢板母材、点焊接头进行疲劳试验,获得了载荷与疲劳寿命曲线,并对其显微组织、硬度、疲劳寿命和疲劳断口形貌进行了研究。结果表明:点焊接头的熔核区组织为板条状马氏体,热影响区为马氏体、铁素体及高温回火贝氏体组织,与母材的有较大差异;熔核区和热影响区的硬度比母材的高;TRIP钢点焊接头缺口效应严重以及大量脆性马氏体组织的存在,使得点焊接头的疲劳寿命明显降低,只有母材的1/10左右;母材的疲劳源均位于试样外表面的缺陷处;而由于缺口应力集中作用,点焊接头的疲劳源位于缺口附近的微观缺陷处,夹杂物的存在仍然是裂纹萌生的主要原因;母材的疲劳扩展区表现为韧性断裂,点焊接头表现为脆性断裂,瞬断区都表现为脆性断裂。     

预热和回火参数对双相高强度钢板点焊性能影响分析

针对白车身高强钢多层板电阻点焊工艺参数难以确定、可焊性差,且存在点焊工艺过程的不可见性等问题,对厚度为1.8 mm的B340/590DP双相高强度钢三层板电阻点焊进行预热和回火处理,通过焊接试验,研究预热及回火工艺参数对双相高强钢电阻点焊焊点的压痕、力学性能和断口形式影响。试验结果表明:增大预热电流和预热时间,焊点熔核直径增大,最大拉剪力增大,压痕深度呈上升趋势;增大回火电流和回火时间,焊点熔核直经、最大拉剪力、压痕深度都有上升趋势。从三层板焊接的抗拉强度和断裂形式来看,无论哪种断裂形式(熔核拔出、界面撕裂),其抗拉强度区别不大,因此,对于三层或者多层板的电阻点焊而言,仅从焊点的拉剪破坏形式来研判强度指标或者用以表征焊点质量是不合适的,其点焊接头是否形成冶金结合,需要根据低倍金相进行判断。     

高强钢电阻点焊数值模拟及金相研究

针对常用的超高强度钢点焊件进行研究,利用有限元软件对1.5 mm厚的超高强度热成形钢点焊熔核的形成过程进行了数值模拟,对点焊过程中的温度场分布进行了详细的分析,分析了熔核的生长规律和影响因素。通过点焊接头的金相组织研究了焊接接头不同区域的金属组织,发现点焊热影响区可以分为不完全重结晶区、细晶区以及粗晶区;而熔核区为柱状晶形态的马氏体组织,熔核热影响区组织分布不均,夹杂着铁素体,热成形钢母材主要为比较细小的马氏体组织,硬度以及强度都很高。     

22MnB5钢焊点的力学试验

对淬火后22MnB5钢点焊结构进行了试验分析。通过拉伸试验结合应变片测得超高强钢的弹性模量、泊松比和焊点周边的力学特性及硬度与金相的观察分析,通过光学显微镜分析焊点处的断口样貌,得到了点焊结构破坏的原因,初步确定超高强钢点焊结构由塑性环、焊核、母材三部分组成。焊点处的力学变化是复杂的,远力端首先破坏失效,并且显示出了受力方向,塑性环是硬度最小部位,拉伸作用后连接部分产生负弯矩,该变矩作用能使焊核产生很小的转动角度。     

弛豫-析出-控制相变工艺生产热轧TRIP钢的显微组织与力学性能

采用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜和拉伸试验机等,研究了通过弛豫-析出-控制相变工艺制备的热轧TRIP钢显微组织与力学性能。结果表明:通过对轧后TRIP钢在弛豫阶段保温时间的控制可准确得到设定比例的铁素体;在铁素体量较多,贝氏体量较少的情况下,较强的TRIP效应使得试验钢的抗拉强度并没有下降;较多的残余奥氏体和较高的残余奥氏体力学稳定性,使得热轧TRIP钢的强度和塑性得到良好匹配。     

不等厚DP1180/DP590双相钢激光拼焊接头的显微组织与力学性能

对1.2mm厚DP1180双相钢板和1.5mm厚DP590双相钢板进行激光拼焊,研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头焊缝表面基本无飞溅现象,成形质量良好;焊缝区由粗大柱状晶组成,为板条状马氏体和铁素体的双相组织;热影响区可分为临界区、细晶区和粗晶区,其组织均由马氏体和铁素体组成,DP1180钢侧的热影响区比DP590钢侧的宽;接头焊缝区的显微硬度最高,平均值达369HV;接头拉伸时均在母材DP590钢中断裂,其抗拉强度与DP590钢的相同,伸长率为14.7%,约为DP590钢的一半。     

22MnB5高强钢/7075铝合金热铆接冷模具淬火无铆钉铆接研究

针对目前车用22MnB5高强钢和7075铝合金板料在连接工艺上存在的问题,提出一种高强钢和铝合金异种材料车身零件的热铆接冷模具淬火（Hot riveting quenching, HRQ）无铆钉铆接工艺,利用22MnB5在高温下良好的成形性及易淬性,实现对22MnB5高强钢与7075铝合金的有效连接。通过建立HRQ无铆钉铆接的成形和淬冷有限元模型,证明了该工艺的可行性,使铆接后接头的高强钢具有全马氏体组织,保证了接头的强度。并从仿真和试验两方面研究高强钢铆接温度对接头尺寸颈厚值T_n、自锁值T_u的影响,发现在600～800 ℃区间内,T_n和T_u均呈现先上升后下降的趋势,T_u受温度影响更显著,两者均在700 ℃时获得最大值,表明700 ℃是高强钢板料的最佳铆接初始温度。     

热冲压成形后22MnB5钢的组织与拉伸性能以及拉伸时的微观形貌演变

对比研究了22MnB5钢经890℃热冲压成形前后的显微组织与拉伸性能,采用原位拉伸试验观察了热冲压成形后试验钢在单向拉伸过程中微观形貌的演变.结果表明:热冲压成形前试验钢的显微组织为铁素体和珠光体,热冲压成形后组织转变为马氏体,试验钢的强度和强塑积提高,塑性下降;在拉伸过程中,试验钢先发生颈缩,随后原奥氏体晶界破坏,微裂纹萌生,夹杂物脱黏形成孔洞型裂纹,随着拉伸的继续进行,裂纹扩展长大并相互连接,试验钢断裂;热冲压成形试验钢的拉伸断口存在大量韧窝,断裂形式为微孔聚集型断裂.     

CP780镀锌复相钢板电阻点焊焊接特性

对1.5 mm厚CP780镀锌复相钢板进行电阻点焊,研究了其焊接电流窗口、显微组织和力学性能,评估了点焊过程中电极的使用寿命.结果表明:试验钢板电阻点焊的焊接电流窗口为6.0～8.0kA,最大和最小焊接电流下焊缝组织均主要为板条状马氏体,热影响区组织则主要由马氏体和部分铁素体组成;最大和最小焊接电流下熔核区硬度高于热影响区,且热影响区均存在软化区;最大焊接电流点焊接头的最大剪切力和最大正拉力分别为21.80,10.56 Kn,比最小焊接电流下分别提高了51.8％,38.0％;在最大焊接电流下连续焊接2000点后,熔核直径仍均大于临界熔核直径,电极使用寿命超过2000点.     

焊接速度对TRIP590高强钢激光焊接接头组织与力学性能的影响

采用光纤激光器对1.5mm厚TRIP590钢板进行对接焊,观察了接头的宏观形貌和显微组织,测试了其硬度和拉伸性能,分析了焊接速度(0.050,0.067,0.083m·s~(-1))对焊缝成形、接头组织与力学性能的影响。结果表明:较低和较高的焊接速度均不利于焊缝成形,焊缝表面均有较大的凹陷,焊接速度对组织与性能影响不大;焊缝区和近焊缝热影响区组织主要为马氏体组织,该区硬度较高,约为母材的2倍;近母材侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体组织,且距焊缝越远,马氏体组织越少,硬度也急剧下降;焊接接头的屈服强度和抗拉强度均稍高于母材的,塑性略低于母材的;接头均在母材区发生断裂,且为韧性断裂。     

Al-Si镀层对22MnB5钢激光焊接接头组织和性能的影响

为研究Al-Si镀层对22Mn B5钢激光焊接接头焊缝区显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响,利用IPG YLR-6000型光纤激光器对1.5 mm厚有/无Al-Si镀层22Mn B5钢进行激光焊接试验。结果表明:带Al-Si镀层样品焊缝和熔合区的显微组织均为板条马氏体+富铝δ铁素体,而去Al-Si镀层样品焊缝和熔合区的显微组织则为板条马氏体。其主要原因在于:在激光焊接过程中Al-Si镀层熔化并进入焊接熔池,由于Al元素在焊缝部分区域及熔合区处富集,导致高温δ铁素体稳定性提高,同时在激光快速冷却的条件下,部分δ铁素体无法发生包晶转变而被保留至室温。两种焊接接头的整体显微硬度分布规律一致,焊接接头硬度均高于母材,但是由于带Al-Si镀层样品焊缝中存在软相δ铁素体导致其硬度低于去除Al-Si镀层焊缝。尽管Al-Si镀层对于显微组织和显微硬度产生了影响,但是对于拉伸性能未见影响,两种焊接接头拉伸断裂位置均出现在母材区,且为典型的韧性断裂。     

WH590（17MnNiVNbR）钢焊接性能试验

本文通过对WH590（17MnNiVNbR）钢其板厚为12mm、24mm钢板分别采用手工电弧焊和埋弧自动焊进行焊接冷裂纹敏感性试验、焊接工艺综合试验和焊接接头力学性能试验。试验表明该钢具有优良的抗裂性能、焊接性能及良好的冷热加工性能。