奥氏体化时间对22MnB5热压成形钢组织和性能的影响

目前就奥氏体化时间对热成形钢组织结构和力学性能的研究较少。采用万能材料试验机和金相显微镜研究了900℃下奥氏体化时间对22Mn B5热压成形钢组织结构和力学性能的影响,得出了22Mn B5热压成形钢的性能随奥氏体化时间的变化规律。结果表明:22Mn B5钢在900℃下奥氏体化5 min,得到的热成形钢具有板条状马氏体,且马氏体的硬度最高,试样的强度较高,塑性较好。     

高强钢22MnB5扭力梁热成形热力耦合数值模拟

为了探究高强钢管22MnB5热气胀成形V型截面扭力梁的工艺,采用热力耦合数值模拟的方法研究了高温成形时扭力梁温度场、应力场、应变场、壁厚分布规律以及成形精度.研究发现:成形结束时,由于温度场分布的差异,各个区域材料流变性能不同,因此,最大主应力位于温度场较低区域,最大主应变位于温度场较高且膨胀量较大区域;随着试件初始温度的提高,成形后试件最低温度和最大减薄率均增大,成形精度提高;随着摩擦系数的增大,成形后试件最大减薄率增大.研究表明:当初始试件温度为850℃、摩擦系数为0.1、整形气压20 MPa时,成形后得到成形精度较高,最大减薄率为14%的试件,且成形后最低温度为499℃,高于马氏体开始转变温度.     

热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

目的 对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法 选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果 与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论 与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。     

车身用22MnB5超高强热成形钢的热变形行为及热加工图

为确定22MnB5硼钢的热成形工艺,采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行热模拟拉伸实验,变形温度为773～1 223 K,应变速率为0.01～10 s^-1。结果表明：22MnB5硼钢具有较强的正应变速率敏感性,其峰值应力随变形温度的升高而减小;除773 K/0.01 s^-1外,硼钢的流变应力随应变的增大逐渐增大,当达到峰值后趋于稳定;采用Arrhenius双曲正弦函数模型建立了硼钢的力学本构方程,确定了峰值应力下的热变形激活能Q为26.54～53.77 kJ/mol,其值随应变速率的增加先增大后减小,随变形温度的升高先减小后增大;基于动态材料模型构建了峰值应力下的硼钢热加工图,其热成形显微组织与变形温度和应变速率密切相关。基于此,确定了硼钢的热加工工艺：成形温度988～1 058 K、应变速率0.01～0.1 s^-1;成形温度1 143～1 223 K、应变速率0.01～0.02 s^-1。     

Q&P980镀锌高强钢电阻点焊工艺及液态金属脆化裂纹分布EI北大核心

通过设计电阻点焊工艺的正交实验,确定了Q&P980镀锌高强钢的点焊工艺参数范围,并对其焊接接头进行显微组织表征和力学性能分析。结果表明:熔核区组织以交错分布的板条马氏体为主;热影响区组织由板条马氏体、残余奥氏体和铁素体组成,马氏体板条平均宽度在不完全淬火区最大为4.86μm。显微硬度测试发现,焊接接头硬度值呈“W”形对称分布,硬度峰值出现在细晶区,达到559HV,硬度最低值出现在不完全淬火区,为338HV,呈现明显的软化现象。对焊接接头进行室温拉伸,最大拉剪载荷的峰值为27.92 kN,其断口形貌呈现典型的韧窝状,属于韧性断裂。由于Zn的熔点较钢基体低,镀锌高强钢点焊时易发生Zn层优先熔化并沿晶界向基体渗透,在焊接接头处可观察到明显的液态金属脆化裂纹。     

PHS1800热成形钢自动化TIG焊接成形特性及工艺优化

目的 研究不同焊接参数下PHS1800热成形钢自动化TIG焊接的成形特性及其工艺优化。方法 利用自动化TIG焊接技术对厚度为1.4 mm的PHS热成形钢板进行焊接,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和万能实验机,对焊接接头的熔深、熔宽以及拉伸性能进行测试。结果 随着焊接速度的增大,焊缝熔深从板厚深度(1.4 mm)减小至0.99 mm,焊缝熔宽从8.69 mm减小至5.70 mm;随着焊接电流的增大,熔深从0.85 mm增大至板厚深度(1.4 mm),熔宽从4.52 mm增大至9.83 mm;随着脉冲频率的增大,熔深从0.98 mm增大至1.35 mm,但熔宽变化相差不明显。基于L25(5³)正交实验,确定焊接接头最大拉伸载荷为23.34 kN,其断口为脆性断裂。结论 焊接电流对成形特性影响最大,焊接速度对拉伸性能影响最显著。为了得到成形效果良好的焊接接头,热输入量不宜过高,因此需适当增大焊接速度或降低焊接电流。制备出的焊接接头成形与力学性能均良好,且优化后的工艺参数如下:焊接速度为6 mm/s,焊接电流为116 A,脉冲频率为26 Hz,可为汽车企业实际生产提供一定的理论依据。     

激光功率和离焦量对2 000 MPa级热成形钢激光焊接接头组织与性能影响

目的 研究激光功率和离焦量对PHS2000型热成形钢激光焊接接头焊缝区及热影响区显微组织、拉伸特性和硬度分布的影响。方法 采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析焊接接头的显微结构;利用拉伸实验和显微硬度实验探究焊接接头力学性能的变化规律。结果 随着激光功率从3 500 W增至4 700 W,焊缝区与热影响区平均晶粒尺寸总体呈上升趋势,抗拉强度先上升后下降,焊缝区平均显微硬度值在635HV~651HV内浮动,热影响区平均显微硬度值在434HV~451HV内浮动;离焦量对焊缝区的组织分布有显著影响,不同离焦量下的组织分布均较为分散,热影响区的晶粒尺寸在离焦量为−3 mm时达到最大,为10.67 μm。在不同激光功率和离焦量下,焊接接头的显微硬度值存在上下浮动,焊接接头各区的显微硬度分布规律基本一致,以焊缝为中心,两侧趋于对称分布。硬度分布规律如下:焊缝区硬度>母材区硬度>热影响区硬度。结论 在本实验条件下,与离焦量相比,激光功率对焊接接头显微组织及拉伸强度的影响更大。在焊接速度为150 mm/min条件下,设置激光功率为4 100 W、离焦量为−2 mm,此时抗拉强度最大,为1 715 MPa,达到母材抗拉强度的85%。     

Q&P热处理工艺对含Cu TRIP钢组织和性能的影响

随着能源的短缺和环境污染的日益严重,汽车轻量化需求日益迫切,如何通过工艺及成分设计革新、获得兼具高强度和高塑性的钢板尤为重要.尝试将Cu作为合金元素加入TRIP钢中,采用淬火配分(QP)工艺对含Cu TRIP钢进行一步法和两步法热处理,通过拉伸试验、X射线衍射分析、扫描电镜、透射电镜等实验手段,对热处理后的组织及性能进行测试和观察,探究了不同热处理工艺对组织和性能的影响.研究结果表明:一步法处理后的显微组织为铁素体、马氏体和残余奥氏体,两步法处理后不仅包含上述3种组织,还含有贝氏体.一步法处理后,抗拉强度达2 200 MPa,拉伸延展率为15%,强塑积为33 GPa·%;两步法处理后综合力学性能优于一步法,在400℃等温5 min后,抗拉强度为1 300 MPa,拉伸延展率为43%,强塑积超过55 GPa·%.实验钢良好的综合力学性能得益于铁素体、马氏体/贝氏体和残余奥氏体的合理配比,变形过程中残余奥氏体的相变诱导塑性效应,以及马氏体位错与Cu粒子的交互作用.     

Mn对汽车用Q&P钢连续冷却转变曲线的影响

为探索Mn含量在汽车用Q&p钢相变过程中的作用,利用热膨胀法结合金相-硬度法研究了3种不同Mn含量Q&P钢的CCT图.研究表明:Mn元素能扩大奥氏体相区,降低Ac3、Ac1、Ms和Mf点,并能够提高钢的淬透性,降低钢的临界转变速率;对于每一种成分的Q&P,随着冷却速率的增加,材料的显微硬度随之增加,超过其临界冷却速率时...     

汽车用高强度TRIP钢组织性能及成形工艺

概述了高强度TRIP钢对汽车轻量化的作用及TRIP钢的显微组织对其性能的影响,探讨了铁素体、贝氏体、残余奥氏体的含量对TRIP钢性能的影响规律,以及设备、模具和成形工艺参数的选择原则。结果表明,TRIP钢中铁素体可以提高铜的塑性,贝氏体可以提高强度和韧性,而当残余奥氏体的体积分数大于8％时,产生TRIP效应,并提高了钢的综合性能;以上组织的获得,应在成形时控制成形设备的能量、栽荷、速度、时间等工艺参数。     

22 MnB5 钢板热冲压工艺数值模拟及试验

目的研究热冲压过程中板料的温度变化及相变情况。方法采用Abaqus软件建立了热力耦合模型,对U形件热冲压成形及冷却淬火过程进行了数值模拟,分析了板料及模具的温度分布变化,并研究了板料不同区域的冷却速率,最后进行了热冲压试验。结果研究结果表明,板料经冷却淬火后,温度分布均匀,且冷却速率均大于临界冷却速率,板料可以发生完全马氏体相变。结论板料的底部冷却速率最快,淬火后为分布均匀的、细小的马氏体组织,最终通过热冲压试验验证了模拟结果的准确性。     

超高强钢热冲压工艺信息化管理系统搭建研究

目的 解决超高强钢热冲压工艺参数多且参数调整范围大,造成热冲压工艺设计难度大的问题。方法 以微软SQL Server数据库和ASP.Net Core为平台,通过Visual Studio C#集成开发环境进行B/S（浏览器/服务器）架构程序开发。结果 实现了集成普通板、补丁板、拼焊板、软硬分区板、不等厚板、其他板共6类板材,15种零件类型,以及相关的零件信息、产品要求、制造工艺、材料属性、供应商、产线、设备等7类数据信息的超高强钢热冲压工艺信息化管理系统软件。结论 该系统实现了超高强钢热冲压工艺数据录入与存储,多种数据信息相互关联、按需检索与联合查询以及用户管理和维护功能,为国内超高强钢热冲压工艺技术研究与产品开发提供系统架构参考。     

高强度钢-普通钢拼焊板热冲压成形机理研究

目的 研究高强度钢-普通钢拼焊板热冲压成形机理.方法 对高强度22MnB5钢-Q235钢拼焊板高温力学性能及U形热弯曲件的微观组织和力学性能进行实验研究,对高温下拼焊板协调变形进行数值分析,研究拼焊板高温力学性能和热弯曲件微观组织、力学性能的影响机制及拼焊板热变形协调机制.结果 焊缝与拉伸方向平行时,800℃下拼焊板伸...     

高强钢分区热冲压U形件梯度性能

目的为了提高热冲压件的碰撞安全性能,获得具有性能梯度的高强钢热冲压件。方法设计了U形件分区控温热冲压模具装置,采用数值模拟的方法,分析了热区模具温度对成形件温度场、组织及硬度分布规律,并对梯度性能热冲压件进行硬度实验分析。结果 U形件冷区马氏体的体积分数大于95%,随着冷热模具温差增大,冷热区硬度及马氏体含量的差异也越大,冷模部分平均硬度在HV450左右,而模具温度为500℃区域平均硬度约为HV240,过渡区宽度约为60 mm。结论采用模具分区控温的方法,实现了热冲压U形件梯度性能。     

新型超高强度热冲压用钢的热变形行为及本构关系

利用Gleeble-1500D热模拟机对新型超高强度热冲压用钢22MnB5Nb进行等温单向拉伸实验,研究了其在变形温度为650~950℃,应变速率为0.1,1.0,10s~(-1)下的热变形行为,并采用3种本构分析方法,即基于传统拟合回归方法的Arrhenius型、考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型和本工作新提出的基于Quasi-Newton BFGS算法的Arrhenius型本构方程来描述22MnB5Nb钢的热变形行为。结果表明:22MnB5Nb钢表现出典型的加工硬化和动态回复软化行为,变形温度与应变速率均对其流变应力有较大影响;3种方程均可以准确预测实验钢的峰值流变应力,其中,Quasi-Newton BFGS算法具有可一次性求解所有材料参数、求解步骤简单和预测精度最高(R=0.99578,Re=11.03MPa,E=2.48%)的特点,考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型本构方程预测精度相对较低,但能直接预测不同变形条件下的流变应力曲线且可以较好地预测变形过程中的加工硬化效应、动态回复软化效应和应变速率强化效应。     

Semi-hot Stamping as an Improved Process of Hot Stamping

Reducing the forming load,deletion of springback,increasing the formability of sheets as well as producing high strength parts are the main reasons to apply hot stamping process.Hot stamping process and 22MnB5 steels are the state of the art process and grades,respectively;however novel processes and steel grades are under considerations.In the current research,behavior of the steel grade MSW1200 blanks under semi and fully hot stamping processes was characterized.During semi-hot stamping process,the blank was firstly heated to a temperature of about 650℃ and then formed and quenched in the die assembly,simultaneously.Microstructure and mechanical properties of semi and fully hot stamped blanks were studied and the results were compared with those of normally water/air quenched blanks.The hot stamped blanks attained the strength values as high as water quenched blanks.The highest ductility and consequently,the best formability were achieved for the blank which had been semi-hot stamped.It was concluded that for the mentioned steel,semi-hot stamping process could be considered as an improved thermo-mechanical process which not only guaranteed a high formability,but also led to ultra high strength values.     

2 000 MPa级热成形钢双光斑激光焊接接头成形研究

目的 探究焊接参数对PHS2000型热成形钢焊接接头宏观形貌的影响,利用双光斑激光焊接工艺减少焊接缺陷,得到形貌良好的焊接接头。方法 使用德国通快公司的Tru Disk 5000型双光斑激光器对2 000 MPa级热成形钢进行激光焊接。使用金相显微镜对不同参数下焊接接头正面和背面的宏观形貌及焊缝横截面的熔深和熔宽进行研究。结果 随着激光功率从3 500 W增大到4 400 W,焊接接头成形良好,熔深大体呈增大趋势,深宽比先下降后上升再下降;随着焊接速度从50 mm/min增大到250 mm/min,熔深、熔宽基本降低,深宽比总体呈下降趋势;随着芯环比的提高,焊缝背面成形变差,熔深在芯环比为55%～65%时较理想,深宽比总体呈W形上升;当离焦量为0mm时,焊缝背部出现了较为严重的烧损变色,并且在焊缝两侧产生了飞溅。而随着离焦量降低到-4 mm,烧损变色情况得到改善。结论 激光功率和芯环比对焊接接头成形的影响较为显著。得到了成形良好的焊接接头,且在激光功率为4 700 W、焊接速度为150 mm/min、芯环比为65%、离焦量为-2 mm的焊接参数下,1.4 mm厚2 000 MPa级热成...     

电流辅助高强钢板热成形工艺数值模拟研究

目的探究电流辅助高强钢板热成形工艺中坯料自阻加热的加热机理,揭示电一热一力三场耦合条件下金属板材的塑形变形规律,为工艺方案及工艺参数的制定提供理论依据。方法利用FEM软件对电流辅助高强钢板的热成形过程进行了数值模拟研究。结果获得了通电加热时坯料的温度场,并通过热一力耦合分析,得到了板材热成形时的应力及应变的分布规律。结论采用该加热方式可极大地提高加热速率,经过几十秒的加热即在变形坯料上获得了较均匀的温度场,满足板材热成形要求。应力、应变分析表明,加热时产生的压应力缓解了坯料变形时的应力集中,有助于板料塑性成形。     

工艺参数对热冲压成型钢组织性能及硼偏聚的影响

通过Gleeble1500热/力模拟实验机对轧后含硼钢板进行了热冲压过程模拟,分析了各种热处理条件对含硼钢组织性能的影响,并采用X射线衍射技术和径迹照相技术分析了硼的偏聚和硼相析出情况。研究结果表明:提高加热温度或延长保温时间,可促进钢的奥氏体化和硼的偏聚。通过偏聚合适含量的硼,能够很好地起到提高淬透性作用,使材料得到全部马氏体组织。热冲压成型过程中的变形破碎了奥氏体组织,促进相变,更易获得细小的马氏体组织。当冷却速度不高时,钢中"硼相"会沿晶界连续析出,从而降低了硼钢的淬透性。