热冲压成形汽车用高强钢板的组织与性能研究

对汽车车身用的22MnB5高强钢板在热冲压成形中的组织和力学性能进行了研究。结果表明:22MnB5钢板热冲压后,材料的微观组织由铁素体和珠光体转变为均匀的板条马氏体,且硼元素在热冲压过程中发生偏聚。热冲压可以极大地提高22MnB5钢的强度和硬度,降低材料的伸长率。     

热处理工艺对Q＆P钢微观组织及力学性能的影响

Q&P(Quenching and Partitioning)超高强先进汽车用钢,具有优异的综合机械性能.采用井式盐浴炉模拟Q&P钢的热处理工艺,并对其组织性能进行分析研究.结果表明,Q&P热处理工艺决定Q&P钢的组织和力学性能,Q&P钢强塑积可以达到32016 MPa%.其微观组织主要由板条马氏体和残留奥氏体组成,残留奥氏体呈膜状分布.     

温度与冷却速度对高强钢微观组织的影响

为了研究在热成形过程中温度和冷却速度对高强钢微观组织的影响,借助Gleeble-1500型热模拟试验机对试验材料BR1500HS开展了等温和变温两种拉伸试验研究。结果显示,变温变形与等温变形的高强钢微观组织明显不同。800℃等温拉伸变形后,以10、20℃/s冷速冷却至常温的试样微观组织均由马氏体和贝氏体组成,然而800℃拉伸同时冷却至700、650和550℃的试样微观组织则由铁素体和珠光体构成;800℃拉伸同时冷却至500、450和400℃的试样微观组织除铁素体、珠光体外,还出现了贝氏体。     

汽车用高强钢的热成形-淬火碳分配工艺与组织性能

对热轧态Fe-Mn-Si-B系汽车用高强钢进行了热成形-淬火碳分配处理,研究了淬火温度和等温碳分配温度及时间对高强钢物相组成、组织与力学性能的影响。结果表明,热挤压成形后快淬至室温的试样中形成了马氏体组织,而淬火-碳分配工艺下都形成了细小的马氏体和残留奥氏体双相组织;不同热成形-淬火碳分配工艺下高强钢的强塑积都明显高于热成形后直接淬火至室温的试样,采用325℃×45 s淬火-碳分配后高强钢具有最高的强塑积(22 663 MPa·%),继续延长碳分配时间至60 s,高强钢的强塑积反而降低,这主要是由于韧性残留奥氏体发生部分分解而形成了下贝氏体组织。     

热冲压成形钢的强度与塑性及断裂应变

轻量化是支撑汽车电动化和智能化的重要赋能技术之一。抗拉强度为1500 MPa的热冲压成形用硼钢(22MnB5)是目前最经济有效的车身轻量化技术解决方案,而汽车工业对轻量化需求的日益提高正引领热冲压成形钢向着更高强度、更高塑性及更高断裂应变的方向发展。本文首先分析了车身轻量化对碰撞过程中构件变形抗力和断裂抗力的要求,解释了强度与塑性及断裂应变等材料的力学性能参量对碰撞变形抗力和断裂抗力的影响,然后介绍了作者及其他研究人员在研究开发更高强度、更高延伸率、更高断裂应变的新一代热冲压成形钢的最新进展:(1)提出了一种新的强韧化方法,在热冲压成形钢的马氏体基体组织内引入大量纳米级的VC析出物,从而在获得2000 MPa强度的同时保持了与常规1500 MPa热冲压钢22MnB5相当的延伸率和断裂应变。(2)在热冲压成形钢的微观组织中引入残余奥氏体,利用相变诱导塑性效应显著提升热冲压成形钢的延伸率;具体的工艺实施途径包括模具外淬火-配分工艺、淬火-闪配分工艺、淬火-回火配分工艺等。(3)介绍了热冲压成形钢的新一代Al-Si镀层技术以及Al-Si镀层板断裂应变改善方面的最新研究进展;通过降低Al-Si...     

提高热成形钢塑性的工艺研究

塑性较低是传统马氏体钢热成形件的缺点之一.本文采用上模具水冷,下模具带温(2000C)的思路进行热成形试验,检测了热成形过程中的温度曲线和热成形件的微观组织和力学性能.结果表明,工件的冷却速度随模具温度的升高而降低,采用带温模具进行热成形,能够满足工件淬透性要求,获得全马氏体组织;还有利于提高工件的自回火能力,从而提高...     

22MnB5热成形钢铝硅镀层的制备工艺及抗氧化性能研究

随着汽车工业对轻量化和安全性要求的提高,热成形高强钢在汽车领域的应用越来越广泛。针对22MnB5钢在热成形过程中表面易氧化和脱碳的问题,通过热浸镀Al-Si镀层提高热成形钢的抗高温性能。结果表明:当浸镀温度为700℃、浸镀时间为5 s时,22MnB5钢表面Al-Si镀层厚度约为40μm,其中Al-Si镀层截面组织由铝基固溶体、Fe-Al-Si三元合金和Fe-Al二元合金相三层组成。相比于原始钢板,热浸镀Al-Si镀层的22MnB5钢的抗高温氧化能力大幅改善,在900℃保温时其氧化增重速率约为0.11g/(m2·min)。     

高强钢性能及板材先进加工技术的研究

对汽车轻量化所用的多种高强度钢的组织特点和性能进行了详细的论述,高强度钢包括:IF钢、BH钢、IS钢、HSLA钢、DP钢、CP钢、TRIP钢、M钢、HF钢等;同时论述了几种先进的板料成形技术(热冲压成形技术、液压成形技术和激光板料成形技术)的成形机制。     

热冲压成形超高强钢焊接技术的进展

超高强钢在减小车身质量的同时能保证汽车的安全性。热冲压成形超高强钢尺寸精度高、使用寿命长,已被广泛应用于汽车制造领域。目前热冲压成形钢常用的焊接技术为电阻点焊和激光焊接等。为避免热冲压成形过程中表面氧化和脱碳,通常在钢板表面预制Al-Si镀层。然而镀层的存在会导致焊接接头力学性能降低。概述了可热冲压成形的超高强度钢及其镀层技术、热冲压成形钢常用的焊接技术以及焊缝组织和焊接接头的性能,探讨了改善热冲压成形超高强度钢焊接接头性能的途径。     

Si和Mn含量对超高强度热成形钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、EBSD和TEM等技术,研究了Si、Mn含量对超高强度热成形钢在相同的轧制和模拟热冲压成形工艺处理后的组织和性能的影响。结果表明,Si、Mn含量对热成形前轧制态钢的组织和性能有较大影响,在其它成分相同的情况下,随着Mn含量(质量分数)由0.57%增加到1.21%,实验用钢的屈服强度由552 MPa提高到751 MPa,抗拉强度由757 MPa提高到1124 MPa,组织由贝氏体+铁素体+珠光体转变为马氏体+贝氏体。随着Si含量由0.25%增加到0.38%,实验用钢的抗拉强度逐渐升高,屈服强度和伸长率呈波动趋势。在950℃保温5 min相同的工艺条件下模拟热冲压淬火实验后,4种钢的组织均为马氏体,但马氏体的精细结构各不相同,平均亚晶粒尺寸大小不一;含0.34%Si和1.21%Mn的钢B的综合力学性能最优,其屈服强度为1161 MPa,抗拉强度为1758 MPa,伸长率为6.5%,且热冲压成形后的组织为细小的板条马氏体,马氏体板条上有大量的位错,且只有少量的碳化物析出。基于本研究成分设计的超高强度热成形钢,其热冲压成形前的组织和性能与热成形后的力学性能无明显相关性,只是最终的马氏体精细结构略有差别,有利于工业化批量试制零件的性能稳定性控制。     

基于22MnB5钢的铌钒微合金化热成形钢的研发

基于现有热成形零件冷弯性能不足、氢脆敏感性强等共性技术问题,在22MnB5钢的基础上采用Nb、V微合金化的设计思路,对试验钢的显微组织、淬透性和极限尖冷弯性能进行研究.结果表明:微合金化前后22MnB5热成形钢的显微组织均为全马氏体,但是微合金化后的试验钢组织更为细小;Nb-V微合金化能有效提高22MnB5热成形钢的淬...     

汽车钢近年来的发展、问题、处理和展望

依时间进程回顾了汽车用高强钢由低端向高端的发展过程。对一些常用高强钢如双相钢、相变塑性钢等,在生产或应用中的问题作了叙述并介绍了处理措施;对孪晶塑性钢,中锰钢的优缺点作了分析。总结了热成形钢和淬火-配分的思路,并提出了汽车钢的研发的可能方向。     

高强汽车钢温冲压成形工艺探讨

热冲压成形汽车零部件的室温组织为全马氏体组织,虽然强度高,但延展性差。为此,提出了一种采用热轧后直接淬火获得马氏体组织,随后在冲压工序进行回火以提高冲压件延展性的温冲压成形工艺。采用热轧实验机和MMS-200热力模拟实验机模拟温冲压成形过程,并对实验钢力学性能和组织结构进行了分析。结果表明：随温冲压成形温度的升高及保温时间的延长,实验钢成形后抗拉强度和维氏硬度值不断下降,伸长率呈先上升后下降再上升的趋势。随成形温度的增加,实验钢组织由马氏体不断转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。在350℃保温120～180 s,实验钢成形后力学性能最佳,抗拉强度超过1 500 MPa,伸长率大于8%,硬度值在425HV～440HV之间。冲压成形温度越高,对冲压设备所需求的力能参数越低。     

不同强度级别的汽车大梁钢成形性能分析

对比研究了三种不同强度级别的汽车大梁钢的成形极限曲线,并结合力学性能、微观组织对其进行了综合分析.研究发现,随着汽车大梁钢强度级别的升高,其断后伸长率和应变硬化指数下降;钢的微观组织以铁素体为主,并带有少量珠光体,其中铁素体细小且部分有团簇聚集的特征;从成形极限曲线看出,在单向拉伸状态和双向胀形状态下,主次应变值随大梁...     

先进热成形汽车钢制造与使用的研究现状与展望

汽车采用超高强钢是实现轻量化兼顾安全性的必由之路,热冲压成形是高强汽车零件成形的关键工艺。近10年来,热成形钢及其零件制造技术迅速发展。本文从以下几方面对热成形钢/零件制造与使用现状进行了综述:(1)热成形钢材料(从传统MnB钢到最近新发布的一些热成形新钢种);(2)工艺(热成形传统工艺到工业4.0智能化生产);(3)热成形淬火配分(Q&P)创新工艺研究现状及形变热处理基本原理;(4)热成形过程的仿真模拟(热/力场、组织场、工艺等的模拟);(5)热成形零件的使用服役评价。并对今后热成形汽车钢制造与使用前景作出展望。     

无钛热冲压成形钢的连续冷却与等温转变规律

利用Thermo-Calc热力学软件(TCFE 9数据库)、DIL805A/D变形热膨胀相变仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了连续冷却转变及等温转变过程中无钛热冲压成形钢的微观组织演化规律。结果表明:试验钢的Ac₁=749 ℃,Ac₃=863 ℃。绘制了CCT曲线和TTT曲线;无钛热冲压成形钢的马氏体相变开始温度Ms=385 ℃,马氏体相变结束温度Mf=130 ℃。过冷奥氏体冷却过程中,发生马氏体相变的临界冷却速度为5 ℃/s;当等温温度高于750 ℃时,热冲压成形后可获得全马氏体组织。     

核电封头-过渡锥体一体化成形全工艺过程多尺度模拟

SA508-3钢由于其优良的力学和理化性能而被广泛应用于核电大型锻件的制造。为了控制锻件的形状,并掌握大型锻件成形过程中开裂破坏和微观组织的演化规律。将SA508-3钢的流动应力模型、热成形开裂模型及微观组织演变模型通过软件二次开发与DEFORM-3D集成,建立了热锻成形多尺度模拟系统,并通过实验验证了该系统模拟的准确性。运用该多尺度模拟系统对核电封头-过渡锥体一体化成形进行了全工艺过程模拟,并对锻件形状、开裂趋势和微观组织演化进行了预测和分析。结果表明,锻件的形状得到了良好的控制;锻件在锻造过程中不会发生开裂;温度和应变是影响晶粒尺寸变化的主要因素。     

热冲压成形钢22MnB5动态CCT曲线及组织转变

热冲压成形钢22MnB5主要用于汽车防撞部件。热冲压成形钢显微组织的不同对产品的力学性能和产品的最终使用性能有着极其重要的影响。为了在控轧控冷后获得稳定的组织和性能,并为热轧生产工序制定工艺参数提供充分的理论依据,文章介绍了采用膨胀测量法并结合金相测定22MnB5钢的动态连续冷却转变曲线（CCT曲线）及显微组织的演变。实验结果表明:在较低冷却速度下显微组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;随着冷却速度的不断增加,铁素体和珠光体的含量逐渐减少直至为零,马氏体和贝氏体的含量则逐渐增多;当冷却速度≥10℃·s-1时,显微组织主要为马氏体和贝氏体。     

高强钢盒形件热冲压成形组织预测

根据热冲压成形的工艺特点,分析热冲压成形过程中的组织转变过程,并选择了热冲压成形的组织转变模型。利用ABAQUS后处理二次开发,预测高强钢热冲压盒形件中马氏体的体积分数。通过热冲压试验和数值模拟,研究了压边力对热冲压盒形件微观组织的影响规律,并由热冲压盒形件的金相分析进行验证,试验结果与模拟结果基本吻合,证明所选模型对预测热冲压成形件的组织可行,而且有效。     

热冲压成形保温时间对SAF2507 SDSS微观组织和力学性能的影响

对SAF2507 SDSS板材进行1050℃下不同保温时间的热冲压成形,使用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪观察其微观组织的变化,通过拉伸试验、硬度计和冲击试验等测试了不同保温时间下试验钢的力学性能。结果表明:在1050℃热冲压成形时,试验钢的微观组织中无析出相,只有条状平行分布的α相和γ相。当保温时间为2～5 min时,α相含量快速增加,γ相含量快速减少,微观组织发生γ→α转变;当保温时间超过10 min后,α相含量缓慢上升,γ相含量缓慢下降。随保温时间的增加,抗拉强度和硬度先上升后下降,伸长率、截面收缩率和冲击吸收能量一直下降,拉伸试样的断裂形式由韧窝断裂逐渐向准解理断裂转变;保温时间为5 min时,试验钢获得最佳的微观组织和力学性能。