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。     

冲压速率对高强钢热冲压马氏体相变的影响

高强钢热冲压技术是实现节能减排和提高整车碰撞性能的重要途径.热冲压过程中的马氏体相变在很大程度上决定了成形件的力学性能,而冲压速率是热冲压的关键工艺参数之一.本文建立了高强钢热冲压成形过程和保压淬火过程的有限元模型,通过研究不同冲压速率下成形件马氏体平均转化率和马氏体分布均匀性的变化,揭示冲压速率对高强钢热冲压成形件马氏体相变的规律.     

模具温度和凸模速度对超高强钢热冲压成形的影响(英文)

高强钢板热冲压作为一种创新工艺逐渐被用于汽车领域制造超高强度的零件。实际上,由于在热冲压过程中材料表现出高度非线性的弹塑性以及热固响应行为,实验很难全面考察热成形过程。因此,有必要建立超高强钢板热冲压三维弹塑性热固耦合的有限元模型。同时,在高温拉伸试验的基础上,测试超高强钢的高温力学性能,并建立和应变、应变速率、温度相关的材料本构模型。此外,采用热冲压试验结合数值模拟研究模具温度和凸模速度对方盒形件超高强钢热冲压的影响规律,在测试热成形零件性能的基础上,得到优化的模具温度和冲压速度。     

不同焊接方式对超高强钢焊缝质量的影响

针对热冲压成形用的超高强钢,采用了混合气体保护焊、氩弧焊和激光焊3种不同焊接方式对超高强钢钢板进行焊接,对淬火前后的焊接接头进行了拉伸、硬度和金相试验,发现超高强钢钢板焊接件在淬火前采用氩弧焊、混合气体保护焊均有较大的粘接强度,在母材处断裂,而激光焊焊接件在热影响区附近断裂;钢件经过淬火后,由于超高强钢母材强度极高,无论哪一种焊接方式断裂均发生在焊接接头附近,但其粘接强度不同。通过试验,对这种热冲压成形超高强钢的焊接有一定的指导意义。     

全球首卷最高强度级别薄板坯热成形汽车钢在河钢下线

正2018年9月25日,世界首卷2 000MPa级别热成形汽车钢在河钢唐钢薄板坯短流程线成功下线。这是目前全球薄板坯连铸连轧工艺生产的最高强度级别钢种,填补了国内薄板坯连铸连轧工艺生产超高强钢的空白。热成形钢是目前汽车上商业化应用的最高强度钢种,2 000MPa产品则是该系列当前最高强度级别,与普遍使用的1 500MPa级热成形钢相比,可实现零件减     

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(QP)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。     

超高强塑性汽车构件的先进热成形处理AHFT深加工技术

为满足新一代汽车对轻量化、节能和抗冲撞安全的需求,开发了一种新型先进热成形处理（AHFT）技术,以制造强塑积达15~30 GPa·%的超高强塑性汽车构件。基于先进高强度钢AHSS塑性化热处理技术和残余奥氏体相变诱导塑性TRIP效应,在传统热冲压成形后随即控制淬火冷却速率和温度,并进行贝氏体等温淬火处理（AT）或淬火-碳分配-回火处理（Q-P-T）,使热成形淬火构件获得超高强度（抗拉强度不小于1.0 GPa）铁素体-残余奥氏体型的F-TRIP钢、贝氏体-残余奥氏体型的B-TRIP钢、马氏体-残余奥氏体型的M-TRIP（或Q-P）钢,可以显著提高热成形超高强度构件的伸长率和强塑性。这种先进热成形处理AHFT技术,可以采用22MnB5、TRIP钢、Q-P钢和Q-P-T钢为基础的化学成分,通过传统热连轧宽带钢机组或者短流程CSP薄板坯连铸连轧机组,生产热轧超薄（1.2~2.0 mm厚）酸洗板作为原料。先进热成形处理AHFT技术与短流程CSP相结合,生产超高强塑性汽车构件,是高效、节能、环保的短流程深加工技术,可以显著缩短汽车构件的整体制造流程,降低生产成本,大幅度减少汽车构件制造过程中和汽车使用过程中的CO2排放,并拓宽热成形构件产品的种类及其强度和塑性级别范围。     

鞍钢高强汽车用钢研发进展

随着节能减排和安全性能要求不断提高,汽车轻量化成为汽车工业发展的主要趋势,而高强钢和先进制造技术的广泛应用是实现汽车轻量化的有效方法。作为国内主要的汽车用钢供应商,鞍钢研制开发了以980 MPa级双相钢、TRIP钢和TWIP钢为代表的系列先进高强钢,以700 MPa级大梁板为代表的热轧高强汽车用钢,以及1 500 MPa级的热冲压成形钢和系列内高压成形钢。同时,鞍钢开展了高强钢的回弹、焊接性能、高速拉伸性能等应用技术研究,为客户提供从材料选择到结构设计等一系列的EVI技术支持,为汽车工业的发展做出贡献。     

东大RAL与本钢合作成功开发PHS1 500超高强钢

<正>近日,东大RAL与本钢集团合作,成功开发出超高强PHS1 500冷轧退火热冲压成形钢,并在国内某专业冲压技术公司成功完成零部件热冲压试验。此次试制的零部件为国产某品牌高档轿车的B柱,产品合格率达到100%,且表面质量和尺寸精度良好,性能一致性优异。零件底部和侧壁取样屈服强度均到达1 240 MPa,抗拉强度达到1 580 MPa。该钢种的成功研发应用填补了本钢集团汽车板此类产品的空     

高强度钢焊接

国外高强钢可分成两大类,即低碳贝氏体钢和时效马氏体钢。目前,在压力容器及钢结构制造中,广泛采用屈服强度50～70kg/mm~2级的低碳贝氏体钢,以HY80、T-1钢为代表。60年代,由于探测外层空间的需要,超高强时效马氏体钢发展十分迅速,屈服强度150公斤/毫米~2级以上的钢种全部为时效马氏体钢。目前,150公斤/毫米~2级的钢     

高强钢B340LA与B1500HS钢激光拼焊板热冲压淬火性能

用质子光谱仪、光学显微镜、维氏硬度计等手段研究低合金高强钢B340LA与超高强硼钢B1500HS激光拼焊板焊接后的热冲压淬火特性。结果表明,拼焊板母材B340LA钢随着冷却速度的增加其相变点发生偏移,维氏硬度略有增加。拼焊板母材B1500HS钢随着冷速的增加硬度迅速提高。光学显微镜观察,当冷速超过30 K/s时母材B1500HS钢基本转化为马氏体组织。通过维氏硬度计测量,发现焊缝至母材过渡区硬度值平滑过渡,保证母材及焊缝力学性能良好的连续性。由于热冲压淬火后母材及焊缝区域显微硬度平滑过渡,应力应变分别更趋均匀,可显著提高低合金高强钢与超高强硼钢激光拼焊板拉深成形性。     

热轧高品质钢卷形质量控制技术

针对华菱涟源钢铁有限公司2 250 mm热轧板厂厚度h≤2.5 mm高强钢、热成形汽车用钢、700 MPa以上宽厚规格高强钢等钢种卷取过程中出现的不同卷形缺陷,分析了卷形质量的主要影响因素,并提出了相应的控制措施。生产表明:通过对辊道速度的修正、对夹送辊辊缝偏差的控制以及张力转换系数的调整,有效控制了厚度h≤2.5 mm高强钢内塔、外塔缺陷,钢卷返修比例由27%降至约5%;通过对层间系数的修正、对张力转换斜率及助卷辊压力和芯轴膨胀系统压力的调整,有效控制了热成形汽车用钢扁卷缺陷,钢卷返修比例由0.63%降至约0.32%;通过对冷却均匀性控制、张力控制、对尾部进行热补偿,有效改善了700 MPa以上宽厚规格高强钢的层错缺陷,提高了卷形质量,增强了产品竞争力和客户满意度。     

22MnB5热冲压钢的研究进展

22MnB5热冲压钢具有良好的成形性能和较高的成形强度,在提高车身的碰撞安全性和减轻车重方面具有显著的效果,使其在白车身上的应用越来越广。本文介绍了22MnB5热冲压钢的发展现状,对22MnB5热冲压钢的材料特性、奥氏体化工艺及冲压成形性能的最新研究进展进行了概括,结合22MnB5热冲压钢的镀层技术介绍了其焊接、涂镀、耐蚀等性能的研究进展。探讨了22MnB5热冲压钢的优势及存在的问题,指出热冲压钢镀层技术是将来发展的重要方向。     

浅谈汽车新材料的发展和冲压成形技术

节能减排是当下汽车行业的重大需求,而轻量化是节能减排重要途径。轻量化材料的使用,是减轻车辆重量、降低排放、提高安全性的最有效方法。汽车新材料的发展,主要针对高强钢/超高强钢以及铝/镁合金冲压成形技术工艺和冲压生产线的研发。     

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。     

基于不同应变路径的QP980超高强钢板回弹预测

为了更加精准的预测超高强钢冷冲压后零件的回弹大小,提供模具设计及修正理论依据,解决实际生产中的回弹问题,以QP980超高强钢板为研究对象,通过使用自主研发的实验装置完成拉伸压缩循环实验,获取不同预应变下的循环拉伸压缩应力-应变曲线,从而建立QP980超高强钢板在复杂加载模式下的Y-U材料模型。基于不同的材料模型对帽形件进行拉延、成形和翻边等不同冲压应变路径下的回弹数值仿真,并将有限元模拟分析结果与实际回弹值对比。结果表明,在任一成形工艺下,Y-U材料模型都能更加准确的预测高强钢冷冲压回弹,其中屈服准则为Hill48的Y-U材料模型回弹预测最可靠;对于不同冲压应变路径下的Y-U材料模型预测,相较于成形冲压回弹,拉延回弹后的帽形件回弹角θ1预测精度提高了2. 1%;相较于翻边冲压回弹,对卷曲半径ρ的预测精度提高了49. 6%;而回弹角θ2在成形路径下的预测最贴合,相对误差仅为0. 2%。     

基于分段模型的热冲压模具冷却系统参数优化

在高强钢热冲压过程中,模具的冷却系统对成形件的质量及模具强度有重大影响。本文通过数值模拟,结合响应面分析以及优化算法,以提高热冲压模具强度为优化目标,采用分段模型的方法实现了U形件热冲压模具冷却系统的参数优化。与整体模型数值模拟相比,在保证计算精度的前提下采用分段模型可显著提高计算效率,节省92.6%的模拟时间。     

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。     

超高强钢热拉深过程数值分析

在超高强钢热拉深过程中,凸缘部分温度下降过快会导致材料流动困难从而降低拉深极限。利用有限元软件Dynaform对22Mn B5钢圆筒形拉深件进行了分析,发现压边圈的形状对板料的成形性能有很大影响。使用带有一定倾斜角的压边圈可以有效地减小凸缘部分的降温速率,提高拉深极限。该结果对热冲压成形能提供理论参考。     

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。