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1、SUS304亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼是TRIP(Transformation Induced Plasticity)鋼的一種,具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率,能滿足汽車輕量化和安全性要求。但SUS304不銹鋼硬化指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他鋼種,加工硬化嚴(yán)重,冷加工時(shí)極易起皺和拉裂。亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼中馬氏體的轉(zhuǎn)變,使得該種材料的性能存在不穩(wěn)定性,材料的力學(xué)行為變得更加復(fù)雜。針對(duì)以上問(wèn)題,本文在高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20090073120058)和
2、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51105248)的支持下,完成了SUS304亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的沖壓成形特性的研究工作。主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下:
研究了拉伸速率對(duì)SUS304亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼室溫拉伸性能的影響,并分析了材料在拉伸過(guò)程中微觀組織、馬氏體轉(zhuǎn)變量和溫度的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)拉伸速率為0.005s-1時(shí),材料表面溫度升高最明顯。速率小于0.005s-1時(shí),隨著速率的減小,馬氏體轉(zhuǎn)變量明顯增多,大于0.005s-1時(shí),馬氏體轉(zhuǎn)
3、變量少但變化不大。相應(yīng)地,隨著拉伸速率的提高,材料的屈服強(qiáng)度略有提高,抗拉強(qiáng)度和延伸率明顯降低。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了拉斷試樣的斷口形貌,拉伸速率為0.0005s-1時(shí),試樣的斷裂形式為韌窩斷裂,0.005s-1和0.05s-1時(shí),試樣既有韌窩斷裂也有解理斷裂,而0.1s-1時(shí),主要為解理斷裂。所以,拉伸速率為0.0005s-1時(shí),材料塑性最好,0.005s-1和0.05s-1時(shí)次之,而0.1s-1時(shí)最差。
4、> 為準(zhǔn)確描述拉伸速率對(duì)SUS304不銹鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響,采用修正的Johnson-Cook模型和Swift模型擬合了拉伸真應(yīng)力應(yīng)變曲線,兩模型擬合效果均較好?;诔苄岳碚?,本文還提出了一個(gè)新的本構(gòu)模型,該模型考慮了應(yīng)變速率的影響,擬合效果好。
基于LS-Dyna和Dynaform有限元分析軟件,選擇Johnson-Cook和Swift材料模型模擬了SUS304成形十字件過(guò)程,并實(shí)際成形十字件,從厚度變化、主應(yīng)變和載荷
5、-行程曲線方面對(duì)比分析了模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明:兩種本構(gòu)模型的模擬結(jié)果均能較好的反映十字件底部、凸模圓角和壁部的厚度變化情況,Johnson-Cook模型預(yù)測(cè)凸模圓角減薄和凸緣增厚情況更準(zhǔn)確。兩種本構(gòu)模型也能較好的反映十字件底部和凸模圓角處的主應(yīng)變變化情況。載荷-行程曲線方面,Swift模型預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確。
研究了十字件不同部位的馬氏體轉(zhuǎn)變量和變形模式的關(guān)系。十字件凸緣和凹模圓角處變形最劇烈,馬氏體轉(zhuǎn)變量最多,然后是十字件壁部,
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