热压成形技术对汽车高强度钢性能影响.docx

热压成形技术对汽车高强度钢性能影响常英，孟召唤，梁颖，李晓东，马宁，胡平（汽车工程学院国家重点实验室，工业装备结构分析，大连理工大学，辽宁，大连，116024）摘要：基于材料科学和机械工程的结合，对汽车高强度钢热冲压成型过程进行了分析。热成型工艺包括：快速加热合金，奥氏体微观结构，冲压和及时冷却，保持压力和淬火。结果表明，对样品进行淬火的热压成形，加热至900℃时，大部分奥氏体微观结构改变成均匀的马氏体。最佳的拉伸强度和屈服强度分别为1530 MPa和1000MPa的，均达到23％左右的形状变形。样品没有发生过回弹缺陷。关键词：高强度钢；重量轻；热成型；马氏体0 引言作为一种有效的经济的能源措施，轻巧的汽车发展方向，已成为汽车行业最重要的研究课题之一。实现汽车轻量化的主要途径有三个：优化汽车框架和结构，使车辆的车身或者车架的，新的和替代材料，降低整车质量（高和超高强度钢，可作为替代材料，因为它的厚度更薄，），汽车轻量化，如厚度梯度高强度钢（HSS）或金属系化合物板通过连续冲压或热压成形[1]为了采用先进的制造技术。HSS已经应用在国内一些高档车，关键生产技术一直占主导地位的外国公司，如Acelor公司，从而显着提高了产品成本。由国内自行设计的热压成型技术和水冷却模具，汽车HSS可以生产替代国外汽车零部件。在一般情况下，随着钢质坯件的机械强度的增强，其可塑性急剧恶化。这是很难适用于传统的冷冲压技术进入该领域取代HSS。同时，填补了马氏体钢应用空白，热冲压技术作为一项新技术，它结合了金属热塑性成型法和水冷却模具淬火原则。在本文中，形成硼钢空白和水冷却用模具骤冷的过程期间同时烫印。相对于原汽车珠光体钢[2]，汽车HSS通过以下方式获得先进的热压成形技术可以减少车辆的总质量的30％左右，实现复杂的几何形状，高安全性和机械强度。其原因是最佳的塑性和延展性的奥氏体显微组织可以通过高温下[3 - 5热压成形方式获得，同时形成后和骤冷的[6 - 8]条件将得到具有优异机械性能、重量轻的HSS将。为实现车辆的重量轻，热成型更薄的HSS板的应用将成为一个重要的措施。1实验装置另外，为了在高温下形成高速钢，以避免裂纹和回弹，样品需要快速加热和完全变换成稳定的奥氏体组织。然后，样品被压在自制的水冷却模具中冷却，对于得到的HSS样本，其形状冻结字符或没有回弹缺陷是一个明显的优点，并且大部分样品中的显微组织为马氏体。样品的厚度是1.6毫米，在HSS这个实验中的主要元素，示于表1。表1的实验技术中的材料的主要要素22MnB5CMnCrSiBPSAl最低限度0.2201.2000.1100.0020.002--0.020最高限度0.2501.4000.2000.0050.0050.0200.0050.050实际实验步骤包括：1）设置不同的热处理温度的范围为750至1 000℃；2）把热处理过的样品放入炉中，在一定的温度下加热4分钟；3）删除它由机械手并把它变成热成形模具，快速按下；4）同时，在约30℃/ s的冷却水在土堆，通过拉伸试验系统进行分析的样品的机械性能和由金属金相图片分析装置分析的显微组织的外观。试验样品的形状和尺寸示于图1。2结果与讨论硼钢（HSS）的机械性能不同厚度（1.0毫米，1.6毫米，2.0毫米，2.5毫米，3.0毫米和4.0毫米，分别）进行了检查（GBT16865-1997征求意见，样本选取沿0℃，45℃和90℃轧制方向分别）。单向拉伸试验（金属拉伸试验的标准GBT228-2002）的基础上被完成。相比与USIBOR1500，HSS具有不同厚度的实验中基本力学性质的值如图2所示。图1形状和尺寸试样图2示出了样品（除了用厚度为4.0毫米的一个）的拉伸强度和屈服强度，水冷淬火后，分别达到1500 MPa和1 000兆帕。淬火前的强度的值的两倍优于那些样本，和几乎相同的那些板的厚度1.75毫米从Acelor公司（USIBOR1500在图1所示）。图2不同厚度的高强度钢淬火后的抗拉强度和屈服强度通常，热压成形的样品被操作化转变温度以上的马氏体组织。本实验中的加热温度的范围是在750?1000℃，因为它在空气中的样品要交付了3 s左右。然后，根据分析的样品室的拉伸强度，热成形后在不同的温度和淬火，最适温度可以发现，如图3。从图3，这是明显的价值达到900MPa，抗拉强度Rm在750℃的最优值在900℃，为1530兆帕，当温度高于900℃，该值将下降。在结构的Fe-Fe3C相图分析的基础上，在750℃时，样品处于铁素体的奥氏体组织共存的过渡区。此时，奥氏体显微组织的样品中出现，并通过水冷却，它可以转化为马氏体组织。因此，机械性能，如拉伸强度和屈服强度，将得到改善。也就是说，样品的拉伸强度是一个小较高她比原有的（Rm是600兆帕斯卡或左右）。奥氏体的