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。     

焊接电流对不等厚异质高强钢点焊接头组织性能的影响

采用电阻点焊工艺将热处理后1.8mm的22MnB5钢与1.5mm的TRIP590钢实施了焊接处理,并且对点焊后的22MnB5/TRIP590不等厚异质高强钢的点焊试样分别做以拉剪试验、显微硬度测试以及显微组织的观察,分析了焊接电流这一焊接工艺参数对于点焊接头显微组织以及力学性能的影响。     

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...     

钼含量对3Cr2MnNiMoV钢奥氏体连续冷却转变行为的影响

采用FORMASTOR-FII型相变仪测不同钼含量3Cr2MnNiMoV钢的临界相变点和热膨胀曲线,结合显微组织和硬度结果,绘制奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,研究了钼含量对该钢奥氏体连续冷却转变行为的影响。结果表明:在0.03~16.2℃·s~(-1)冷却速率范围内,试验钢的CCT曲线都可以划分为中温转变区和低温转变区,相变产物分别为贝氏体和马氏体,均未发现珠光体;随着钼含量的增加,试验钢马氏体转变的临界冷却速率降低,CCT曲线右移,淬透性提高;随着冷却速率的增加,试验钢的显微硬度先快速增加后缓慢增加,当冷却速率大于0.14℃·s~(-1)时,在相同的冷却速率下,含有较多钼元素的试验钢具有更高的硬度。     

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。     

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。     

700MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变组织及强韧性

利用Gleeble-3500型热/力模拟试验机测定了700 MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变(CCT)曲线,分析了冷却速率对该钢连续冷却相变及显微组织的影响,研究了该钢的强韧性。结果表明:该钢CCT曲线呈现扁平状,可在较大冷速范围内获得低碳贝氏体组织;冷却速率对试验钢各相的形态、数量、分布和显微硬度均有影响;随着冷却速率的提高,显微组织中依次出现多边形铁素体(PF)、针状铁素体(AF)、粒状贝氏体(GB)和板条贝氏体(LB),且各相的显微硬度也依次增加;当冷速在10~30℃·s-1范围时,显微组织主要为板条贝氏体组织,M/A组元弥散分布于晶界上,且晶粒随着冷却速率的增加而逐渐细化;利用冷却制度控制中温转变组织类型能优化其综合力学性能。     

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。     

钻头用15CrNiMn钢奥氏体的连续冷却转变

采用DIL805L型膨胀仪测得了钻头用15CrNiMn钢的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,研究了试验钢在不同冷却速率下的相变过程、显微组织和硬度。结果表明:试验钢在很宽的冷速范围内均出现贝氏体组织,铁素体、珠光体转变区和贝氏体转变区完全分离;随着冷却速率增加,试验钢的室温组织逐渐细化,硬度明显增大。     

BM510L汽车大梁钢的连续冷却转变曲线

采用膨胀法在Gleeble-3500型热模拟试验机上测定了BM510L钢在不同冷速下连续冷却时的膨胀曲线及连续冷却转变曲线(CCT曲线);利用光学显微镜、显微硬度计研究了BM510L钢连续冷却过程中奥氏体转变后的组织和显微硬度。结果表明:随着冷速的提高,铁素体转变开始温度降低,珠光体转变终了温度也逐渐降低,当冷速大于1℃·s-1时,组织中开始发生贝氏体转变,当冷速为15℃·s-1时,组织已完全转变为贝氏体组织;随着冷速的提高,其显微硬度逐渐增大。     

钼对高强度船板钢变形后连续冷却转变的影响

在Gleeble-3800热模拟试验机上采用热膨胀法结合硬度测试得到加钼和不加钼两种高强度船板钢变形后的连续冷却转变(CCT)曲线,用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等观察了相应的组织转变特征,研究了钼元素对高强度船板钢CCT曲线及显微组织的影响。结果表明:在高强度船板钢中加入质量分数为0.2%的钼后,扩大了其CCT曲线中的贝氏体转变区,并且使铁素体和珠光体转变区右移;在相同的冷却速率下贝氏体中的M/A岛数量较多,尺寸较大,分布更加均匀弥散。     

22MnB5超高强钢热冲压成形工艺及试验

考虑材料的热物理性能参数、力学性能与温度的关系,利用ABAQUS软件建立了22MnB5超高强钢热冲压过程的热力耦合有限元模型,选用合适的热冲压工艺参数进行数值分析,得到了坯料热冲压成形的应力应变分布,并以板料初始温度为变量,研究不同初始温度对零件厚度分布、回弹及冷却速率的影响。进行了板料初始温度为900℃的22MnB5超高强钢热冲压试验,零件厚度分布及回弹量与模拟结果基本吻合,各区域淬火组织均为板条状马氏体,由于零件底部的淬火冷却速率较大,马氏体组织更加均匀细小。     

高强度矿用链条钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3800热模拟机上测定高强度矿用链条钢23MnNiMoCr54以不同冷却速度连续冷却时的膨胀曲线,利用示差热分析法(DSC)确定其临界转变温度AC1、AC3和MSO.结合金相-硬度法,根据降温膨胀曲线以及DSC曲线(低冷速)获得23MnNiMoCr54钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线).分析23MnNiMoCr54钢以不同冷却速度连续冷却时转变产物的金相组织及其显微硬度,确定了冷却速度与转变产物组织的关系,为高强度矿用链条钢23MnNiMoCr54的生产实践和新工艺的制定提供了参考依据.     

46MnVS6非调质钢的过冷奥氏体连续冷却相变

采用淬火膨胀仪、光学显微镜、维氏硬度计等研究了完全奥氏体化46MnVS6非调质钢经不同冷却速率冷却至室温后的显微组织和显微硬度,测定了其过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,探讨了合金元素及冷却速率对过冷奥氏体连续冷却相变的影响。结果表明:46MnVS6钢的CCT曲线可分为高温转变区域、中温转变区域和低温转变区域,且中、低温转变区域互相分离;当冷却速率小于2℃·s~(-1)时,组织主要为铁素体和珠光体,随着冷却速率的增大,铁素体和珠光体含量减少,平均晶粒尺寸减小,马氏体含量增加,当冷却速率大于5℃·s~(-1)时,组织主要为马氏体;随着冷却速率从0.5℃·s~(-1)增大至60℃·s~(-1),46MnVS6钢的显微硬度由285HV1增至683HV1。     

含铜低碳硅锰钢的连续冷却转变曲线及显微组织

通过Gleeble-3800型热模拟试验机测出含铜低碳硅锰钢在不同冷却速率(1~150℃·s~(-1))下连续冷却的热膨胀曲线,绘制出该钢的连续冷却转变(CCT)曲线;结合金相观察及显微硬度测试分析了冷却速率对相变组织及硬度的影响。结果表明:冷却速率在1~5℃·s~(-1)时,显微组织主要为铁素体+珠光体;当冷速为10℃·s~(-1)时组织中出现马氏体,随着冷速增大,马氏体含量增多,珠光体发生退化并逐渐减少,铁素体总量减少,其中针状铁素体增加而多边形铁素体减少并消失;冷却速率超过120℃·s~(-1)后,针状铁素体基本消失,显微组织为马氏体+少量残余奥氏体;试验钢显微硬度随冷却速率的增大而增加。     

DH36高强度船板钢的动态CCT曲线

利用Gleeble-2000D型热模拟试验机对DH36高强度船板钢的动态CCT曲线进行了研究。结果表明:当冷速小于1℃.s-1时,DH36钢的组织为铁素体和珠光体;冷速在3～13℃.s-1范围内,得到铁素体、贝氏体和少量珠光体组织;当冷速达到15℃.s-1时,组织为贝氏体和少量铁素体;当冷速达到30℃.s-1时,有马氏体组织生成;DH36钢的显微硬度随着冷速的提高而增大,当冷速达到30℃.s-1时,显微硬度明显增大。     

40MnB钢生产试制

采用90 t电炉-90 t LF+VD-连铸-连轧工艺生产40MnB钢,其化学成分、低倍组织、力学性能均满足技术标准要求,可进行批量生产。     

不同介质淬火对W6Mo5Cr4V2刀具材料组织及力学性能的影响

采用经验算法对W6Mo5Cr4V2工具钢加热及冷却时的实际相变温度Ac1、Ac3、Ms和Bs进行计算,利用Jmat-pro对该工具钢的热处理性能进行模拟计算并获得CCT曲线,结合计算的相变温度与CCT曲线选择锭子油、高压氮气对试样进行淬火。综合分析了不同淬火介质下W6Mo5Cr4V2工具钢淬火后的微观组织、硬度及耐冲击等力学性能,探讨了不同淬火介质对W6Mo5Cr4V2工具钢的组织及力学性能的影响。试验结果表明:在高压氮气淬火后,组织为均匀分布的细小针状马氏体,其硬度达62.5HRC,磨损量仅为0.23g,淬硬性优于锭子油。     

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。     

22MnB5钢三种热冲压成形件的冷弯性能

从汽车用22MnB5钢三种热冲压成形件(国产A柱、进口B柱和用进口钢板生产的防撞杆)上制取不同宽度的冷弯试样(试样的最小宽度至少为板厚的20倍)和非标拉伸试样,按照德国标准VDA 238-100进行弯曲试验,比较了三种热成形件的冷弯性能;此外还进行了拉伸试验,并观察了拉伸断口和弯曲断口的形貌。结果表明:三种热成形件的组织均为板条马氏体,它们的拉伸性能相当,拉伸断口均分为三个区,即纤维区、放射区和剪切唇,放射区为少见的条带状;三种热成形件的弯曲角度相近,均小于60°,冷弯性能相当,这与它们的显微组织相同有关;弯曲断口形貌呈不同形态的韧窝。