高強度汽車鋼的熱機械性能與相變研究以及典型汽車零件的熱成形制造.pdf

1、高強度鋼，超高強度鋼作為汽車車身結構件的制造材料，可以在保證結構件高安全性的同時大幅度降低零件重量，從而實現(xiàn)汽車的節(jié)能減排。熱成形作為一種新型的坯料成形工藝，將熱處理與塑性成形相結合，很好地解決了高強度鋼板在成形過程中所出現(xiàn)的回彈問題，保證了零件的成形精度。然而，這種新型的坯料成形工藝有待于進一步的研究，在熱成形工藝原理研究的基礎上，掌握工藝參數(shù)對熱成形零件性能的影響規(guī)律，并開發(fā)出相應的熱成形裝備。
　　以武漢鋼鐵(集團)公司所開

2、發(fā)的高強度熱成形鋼WHT1300HF為實驗材料，在以下幾個方面開展了研究：(1)高溫等溫條件下的熱機械性能；(2)形變參數(shù)(形變溫度，形變速率，形變量等)對微觀組織轉變和形貌的影響；(3)一步法淬火-配分熱處理工藝對殘余奧氏體含量和室溫機械性能的作用。與此同時，利用WISCO-華中科技大學聯(lián)合實驗室研制的熱成形實驗線，制備了東風S30乘用車B柱，并對熱成形零件的微觀組織和力學性能進行分析。通過上述研究，本文得到如下結果和結論：
　

3、　(1)在等溫拉伸過程中，增加形變溫度和形變速率分別明顯降低和提高流變應力水平和加工硬化指數(shù)?；贏rrhenius形式的本構模型，對等溫拉伸真實應力-應變曲線進行了擬合，得到了WHT1300HF高強度鋼的力學本構方程，其計算相對誤差小于5.15％，適用于熱成形零件的設計和有限元數(shù)值分析。
　　(2)增加奧氏體等溫形變量，有利于鐵素體的缺陷形核，促進了形變奧氏體向鐵素體轉變；奧氏體的形變強化導致馬氏體相變阻力增大，馬氏體相變開始溫

4、度(M S)下降，細小晶粒數(shù)量和小角度晶界數(shù)量增多。增加奧氏體等溫形變(40％)速率同時促進了馬氏體和鐵素體相變；但馬氏體體積分數(shù)和小角度晶界數(shù)量減少，細小晶粒數(shù)量增多。降低等溫形變溫度加劇了奧氏體的形變強化，導致MS溫度下降，馬氏體體積分數(shù)、小角度晶界比例減少，細小晶粒數(shù)量增多，鐵素體含量明顯增加。
　　(3)由于WHT1300HF的含Si含量偏低(0.25wt％)，等溫(250℃，300℃，350℃)碳分配(30，60，90s

5、)導致馬氏體基體中析出-碳化物，未轉變奧氏體中無法形成碳富集，最終造成室溫下殘余奧氏體含量很少；但是對其強塑積有所影響，經(jīng)過300℃碳配分60s后，最大強塑積為17.6GPa％。
　　(4)自主研制的熱成形實驗線由電伺服機械壓力機、活動托架式數(shù)控加熱爐、坯料傳送裝置組成，并采用實時同步協(xié)同控制策略對其進行控制，保證了操作的安全性和高效率。所制造的東風S30熱成形B柱微觀組織均勻，平均抗拉強度為1489MPa，平均延伸率為6.87％