应变速率对不同强度双相钢动态力学特性的影响

以具有相同厚度的高强双相钢HC420/780DPD+Z和HC550/DPD+Z为研究对象,通过试验获取了静态力学性能参数和不同应变速率下的动态力学特性曲线,提取了关键性能参数,获取了其与应变速率间的关系;对比了不同强度的两种材料在不同应变速率下的性能变化差异;获取了不同应变速率下的断口形貌并对比分析了不同强度材料的差异...     

残余奥氏体对双相钢断裂失效性能的影响

选取传统高强度双相钢HC420/780DPD+Z和与其化学成分相同、组织存在一定量残余奥氏体差异的HC440/780DHD+Z为研究对象，研究了残余奥氏体对高强度双相钢断裂失效性能的影响。设计了5种表征不同断裂失效状态的试样，测试获得各试样的临界断裂应变和力-位移曲线；采用有限元法搭建了试样模型，并对比了试验和仿真关键参数误差，验证了模型的准确性。通过模型获取了各试样断裂单元的应力三轴度和临界断裂应变；基于MMC断裂失效模型拟合获得断裂失效曲线；采用90°V型弯曲试验和仿真对比分析验证了断裂失效曲线的准确性。结果表明，残余奥氏体组织加入后，高强度双相钢的抗拉强度基本保持不变，断后伸长率、强塑积和应变硬化指数明显提升；断裂失效性能明显提升，相同应力三轴度的极限断裂失效应变明显提高；90°V型弯曲模型获取的临界塑性应变与断裂失效曲线提取的数值一致，表明所获得的断裂失效曲线是可靠的；在基体组织中引入一定量的残余奥氏体组织有助于提升高强度双相钢碰撞过程中的承载吸能特性。     

高强钢激光搭接焊接接头组织及显微硬度

采用光纤激光器对汽车工业中常用的双相钢HC450/780DPD+Z和低合金高强钢HC420LA进行激光搭接焊试验,探索焊缝附近微观组织和显微硬度转变,并研究不同焊接速度对焊缝显微硬度的影响。结果表明,焊缝附近微观组织主要包括熔化区、热影响区和母材三部分。焊接速度一定时,从母材到焊缝,HC420LA的显微硬度变化趋势为先增加后保持不变,HC450/780DPD+Z的显微硬度变化趋势为先增加后减小再保持不变。而随着焊接速度的增加,HC420LA焊缝显微硬度先增加后保持不变,HC450/780DPD+Z焊缝显微硬度先增加后减小。     

基于不同U形弯曲冲压工艺的高强度钢板回弹实验研究

基于自行设计制造的回弹实验模具,针对帽形件进行了大量的实验研究与分析,比较了HC420LA、HC420/780DP和QP980这3种不同性能的高强度钢板在不同U形弯曲成形的冲压工艺及不同成形状态下的回弹规律,为实际生产和设计提供理论指导。结果表明:任一冲压工艺下,HC420LA钢的回弹都远小于HC420/780DP钢与QP980钢;帽形件侧壁回弹在自由弯曲成形工艺下最小,法兰边回弹在中间预压料弯曲成形工艺下最小,而带压边力弯曲工艺下的回弹始终最大;随料厚的增加,3种高强度钢板的回弹不断减小,但料厚为1.4 mm的QP980钢进行中间预压料弯曲成形时,回弹呈反向增大的趋势;3种高强钢板的回弹随凸凹模间隙的增大而增大,180～280 kN压边力区间对HC420/780DP钢和QP980钢影响较小,而板料法兰边回弹随弯曲角度的增大而增大。     

高强度双相钢的成形性能

采用光学显微镜、单向/拉压、万能成形、三点弯曲等试验机检测了780~1180 MPa级双相钢的显微组织、力学性能、FLC(成形极限曲线)和冷弯性能。结果表明,随着双相钢的屈服强度增加,其伸长率、n值和r值降低,晶粒细化,马氏体含量增加,平面应变成形极限值从22.7%下降至12.6%,拉伸极限从15.8%下降至8.6%,三点弯曲最小相对弯厚半径从1.13增加到2.86;980 MPa级双相钢随着屈服强度增加,组织均匀性提高,胀形极限从22.8%增加到34.5%,最小相对弯厚半径从2.50减小到1.82;CR420/780DP、CR700/980DP、CR820/1180DP钢的包申格效应常数分别为0.82、0.78和0.79。CR420/780DP和CR820/1180DP钢在压缩过程中塑性变形初始阶段的加工硬化速率高于反向拉伸和单向拉伸塑性变形初始阶段的加工硬化速率。     

1000MPa级双相钢弯曲性能试验

弯曲性能是衡量汽车用超高强钢板冲压成形的重要指标。通过14种典型DP980CR和DP980GI超高强钢板的弯曲极限试验,深入分析1000MPa级超高强钢板的弯曲极限Rmin/t,并研究了各向异性和剪切质量对弯曲极限的影响规律。研究结果表明,宝钢1000MPa级超高强DP钢的弯曲极限与进口材相近,DP980CR的Rmin/t约为2,DP980GI的Rmin/t约为2.2。超高强DP钢的弯曲极限与延伸率间无相关性,这与经典塑性理论有所不同。各向异性对超高强钢板相对弯曲半径影响显著,0°方向的相对弯曲半径明显高于90°方向试样,进口材料和宝钢材料均如此。边部质量对超高强钢板弯曲极限影响显著,冲裁后弯曲极限比铣削状态降低,而毛刺带位于弯曲外侧,进一步降低弯曲极限,Rmin/t达到3.6。     

基于落锤压溃试验高强钢材料吸能特性分析

选取双相高强钢DP590D+Z、DP780D+Z、DP980D+Z作为研究对象,基于高速拉伸试验对3种高强钢材料的动态力学性能进行对比分析,获取应变速率变化对材料力学性能的影响;基于高强钢材料薄壁梁结构落锤压溃试验,对材料的吸能特性进行分析,对比同一种材料不同冲击速度的吸能特性以及不同材料相同冲击工况的吸能特性。结果可知:随着材料强度增加,力学性能对应变速率敏感性降低,能量吸收对应变速率敏感性降低;当压溃试样的吸能比高于0. 95时,试样变形模式表现为压溃褶皱变形,此时试验准确反应材料的吸能特性;相同冲击条件下,材料强度增加,材料吸能比和比吸能均有所下降,平均载荷较大,极限载荷较小,载荷比较大,表明材料的承载力波动较小,表现出更好的承载特性;材料帽形梁结构的力学和吸能特性变化规律与原材料一致,可以作为车身设计选材的参考依据。     

980MPa超高强钢前纵梁冲压成形分析

研究通过显微组织、拉伸性能及成形极限对HC550/980DP和HC600/980QP两种材料的成形性进行比较,说明HC550/980DP材料的拉深成形特点,并对某车型纵梁应用HC550/980DP材料进行开发,通过优化工艺排布、改善拉深变形条件和增设侧整形工序实现超高强度制件的开发,成形制件质量减轻20%以上,在超高强钢制件设计中应充分考虑强度提升带来的板料成形性降低和回弹增大的影响,以提高制件可制造性。     

基于成形特性的宝钢QP980试验研究及典型应用

深入解析了宝钢第3代高强钢QP980与第1代高强钢DP980和DP780的力学性能、成形极限和扩孔性能等冲压成形特性的差异.试验结果表明:QP980具有良好的塑性,伸长率约为20％,接近于DP780,比DP980高约5％;QP980钢成形极限较高,QP980-1.2 mm的FLD0约为27％,与等厚度的DP780相当,而QP980-2.0mm的FLD0约为34％,明显高于等规格的DP980;QP980钢具有良好的扩孔性能,保障了翻边和扩孔性能,且优于DP980.研究结果表明,宝钢QP980与DP980相同强度等级的基础上与DP780成形性能相当,良好的强塑积满足于外形相对复杂、强度要求高的车身骨架件和安全件,并在典型复杂超高强钢骨架件上成功试冲得到验证.     

搭接间隙对镀锌钢板激光焊接接头组织性能的影响北大核心

采用光纤激光器对汽车工业中常用的高强镀锌钢板(HC450/780DPD+Z)进行激光搭接焊试验,探索搭接间隙对于焊缝处微观组织、力学性能的影响,并对某搭接间隙下形成焊缝处的微观组织结构和显微硬度变化进行观察分析。结果表明,随着搭接间隙的增加,焊缝处熔化区形状逐渐从"束腰型"转变为"直筒型",焊缝的抗剪强度也呈现先增加后下降的现象。     

搭接间隙对镀锌钢板激光焊接接头组织性能的影响

采用光纤激光器对汽车工业中常用的高强镀锌钢板(HC450/780DPD+Z)进行激光搭接焊试验,探索搭接间隙对于焊缝处微观组织、力学性能的影响,并对某搭接间隙下形成焊缝处的微观组织结构和显微硬度变化进行观察分析。结果表明,随着搭接间隙的增加,焊缝处熔化区形状逐渐从"束腰型"转变为"直筒型",焊缝的抗剪强度也呈现先增加后下降的现象。     

基于MMC准则的双相高强钢HC820/1180DPD+Z断裂失效模型分析

对超高强双相钢HC820/1180DPD+Z的断裂失效模型开展研究，并分析了其微观组织和力学性能。基于MMC断裂失效准则，设计了5种失效试样，采用万能试验机和DIC获得了5种试验的断裂临界塑性应变和力-位移曲线，采用Swift和Hockett-Sherby混合硬化模型拟合并获取了材料的外延硬化曲线，并得到混合模型的最佳加权系数和5种试样的仿真模型，基于仿真模型获得5种应力状态下的应力三轴度和临界塑性应变。最后，基于MMC断裂失效模型拟合获得材料的失效曲线，并采用防撞梁落锤冲击试验与仿真对比分析，验证了断裂失效模型的准确性和精度。结果表明：混合硬化模型对材料硬化曲线的拟合精度较高，加权系数α为0.3时各断裂失效试样的最大力值误差小于3%;未应用断裂失效模型的加速度-时间曲线与试验曲线明显不符，误差较大，而应用MMC断裂失效模型的断裂形貌与试验结果相符，断裂时刻和加速度最大值时的误差分别为2.5%和1.7%,说明模型的精度较高，可以应用于整车碰撞仿真分析。     

高强钢拉伸弯曲回弹试验与仿真研究

基于拉伸弯曲回弹试验平台,进行了两种高强度冷轧双相钢DP780和DP980拉伸弯曲回弹性能试验,得到了两种材料在不同压边力条件下的拉伸弯曲回弹数据,分析讨论了两种材料的成形及回弹性能;同时,利用有限元软件ABAQUS建立了拉伸弯曲试验的仿真模型,根据试验参数进行了对应的成形及回弹过程数值仿真,最后,将仿真回弹结果与试验结果进行了对比,并计算出仿真与试验回弹量偏差率。结果表明:随着压边力的增大,拉伸弯曲的回弹量不断减小;仿真与试验回弹量最大偏差率为11.2%,说明仿真结果与试验符合度较高。     

GTN损伤参数对DP780钢板成形极限曲线的影响

为研究DP780钢板的成形性能,在室温下对DP780钢板进行了静态拉伸实验,获得了其应力-应变曲线.用ABAQUS有限元仿真软件中的GTN损伤模型对钢板进行了数值模拟,根据最大凸模力和应变突变两个准则获得了成形极限曲线,通过与NAKAZIMA胀形实验和理论预测结果对比,证明了GTN损伤模型预测DP780钢板成形极限的准...     

冷滚打花键表层加工硬化模型建立

基于20钢材料的冷滚打花键样本进行了显微硬度试验,研究了冷滚打工艺参数与冷滚打花键表层硬度、硬化层深度、加工硬化程度的关系,建立了冷滚打花键表层加工硬化的回归模型并验证了该模型的可靠性。研究结果表明冷滚打花键表层硬度、硬化层深度、加工硬化程度皆随冷滚打转速的增加而降低,随进给量的增加而增加,且进给量对3个指标的影响大于转速对其的影响;所建立的冷滚打花键硬度峰值与加工硬化程度双因素回归模型的最大相对误差分别为1.20%和4.03%,冷滚打花键表层硬度3因素回归模型的最大相对误差为6.13%,所建立模型可以进行不同工艺参数的冷滚打花键加工硬化指标的预测及优化。该模型的建立旨在优化冷滚打工艺参数,控制冷滚打花键表层硬度,提高花键表层性能。     

铌元素对DP980钢断裂性能的影响与应用研究

为提升DP980钢的断裂韧性，对其进行铌微合金化，并采用CAE仿真技术对其力学性能进行评估。试验以含铌和不含铌的DP980钢为研究对象，对其进行准静态和高速拉伸试验。试验结果表明，铌元素能有效提高材料的断裂韧性，并且材料对应变速率不敏感，可使用Swift+Hockett-Sherby本构模型描述其应变硬化特性。结合DIC技术，进行DP980钢的R5缺口、R10缺口、纯剪切、拉剪切和中心孔拉伸试验以及杯突试验，发现材料的断裂性能对应力状态敏感。采用MMC断裂失效模型进行仿真模拟，结果显示模拟精度较高，说明该失效模型能够准确表征材料的断裂失效行为。对含铌和不含铌DP980钢防撞梁进行三点弯曲压溃试验仿真模拟，结果表明含铌DP980钢具有更优异的碰撞性能。研究结果为含铌高强钢材料和零部件的断裂失效以及整车碰撞仿真分析提供了参考依据。     

DP980高强钢板电脉冲辅助应力松弛及回弹抑制

为研究电脉冲辅助应力松弛规律及其在回弹抑制中的应用,针对高强钢板DP980进行电脉冲辅助应力松弛试验和电脉冲辅助抑制弯曲回弹试验,建立了DP980极限应力状态应力松弛规律现象学模型,以及考虑应力松弛和材料软化建立了电塑性松弛抑制弯曲回弹工艺的回弹角计算模型,两个模型均能够较好的描述试验结果的变化规律,对电脉冲辅助抑制弯曲回弹工艺的应用具有实际指导意义。     

热处理对空冷贝氏体/马氏体复相耐磨铸钢组织与性能的影响

研究了不同热处理工艺对空冷贝氏体/马氏体复相耐磨铸钢组织与性能的影响.结果表明,本试验所设计的耐磨钢经过不同的热处理工艺均得到了贝氏体/马氏体复相组织,780℃球化退火×3h,炉冷+920℃×1h,砂冷+500℃回火×1h,空冷的热处理制度可使材料获得最佳的综合性能,其冲击韧度均值为12 J/cm2,硬度值可达到51 HRC,并且耐磨性能良好.     

GH4698合金的热处理

针对GH4698合金提出了一种新的热处理工艺：再结晶退火+标准热处理制度,即：980 ℃×4 h空冷+1100 ℃×8 h空冷+1000 ℃×4 h空冷+775 ℃×16 h空冷+700 ℃×16 h空冷。通过观察显微组织并测试合金的残余应力,研究了再结晶退火对组织和性能的影响。试验结果表明,再结晶退火能够有效改善合金的微观组织不均匀性,释放合金内部残余应力,降低后续热处理过程中的晶粒异常长大,从而显著提高GH4698合金的高温力学性能,且保持室温力学性能不变。     

16MnCr5钢

正16MnCr5德国渗碳结构钢,材料号1.7139。心部力学性能(表层硬化后),试样尺寸11、30、63mm,抗拉强度σ_b≥1080~1370、980~1270、780~1080MPa;屈服强度σ+s≥735、685、540MPa;伸长率δ_57、8、10%;断面收缩率ψ≥30、35、35%;冲击功A_(kv)≥34、