30CrMnSiNi2A高强钢热变形行为研究.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 高强钢是汽车制造中应用极为广泛的材料，强度超过1000MPa 的高强钢零件 常采用热加工成形。高强钢种类繁多，不同钢种其成分、历史工艺等都有区别， 热力学性能比较复杂。高强钢的热成形性能研究对热加工工艺的制定具有重要参 考意义。 通过对30CrMnSiNi2A 高强钢材料在不同变形条件下的热压缩实验研究，探讨 加热温度和应变速率对材料的流变行为和微观组织演变的影响规律。在建立 30CrMnSiNi2A 本构方程和热加工图的基础上，对高强钢锻件热成形过程进行数值 模拟，确定使该高强钢材料获得良好成形性能的工艺参数，为高强钢热成形技术 的发展和应用提供理论依据。主要进行了以下研究： -1 在温度范围为 850~1200 ℃、应变速率为 0.1~10s 的变形条件下进行 30CrMnSiNi2A 高强钢材料热压缩实验，得到不同变形条件下30CrMnSiNi2A 高强 钢的应力应变数据，依据得到曲线数据分析加热温度和应变速率对- 30CrMnSiNi2A 热压缩过程中流变应力变化的影响规律为：同一应变速率下，加热温度越高热压 缩过程中的峰值应力越小；同一变形温度下，应变速率越大对应的应力峰值越高。 30CrMnSiNi2A 高强钢热压缩后的组织结构主要是马氏体和残余奥氏体，变形条件 对试样组织有比较明显的影响，加热温度和应变速率对材料组织演变的影响主要 是通过对奥氏体化和动态再结晶过程的影响实现的。 根据热压缩实验得到的应力应变数据，建立了30CrMnSiNi2A 高强钢的本构方 程和热加工图，对功率耗散系数和失稳系数的分析表明：30CrMnSiNi2A 高强钢塑 性变形失稳区域随变形程度的增加逐渐增大，失稳主要发生在低温高应变速率区 域和高温高应变速率区域；在1000~1100℃温度区间、0.1~1-1应变速率区间具有较 好的加工性能。按照30CrMnSiNi2A 的本构方程建立材料模型，在温度为1100℃、 1s-1 应变速率为 条件下进行了推力杆零件热模锻成形数值模拟，得到了充型完整的 零件，分析模拟结果中的应力场、应变场及温度场分布情况表明该工艺参数下 30CrMnSiNi2A 高强钢具有良好的热加工成形性能，制定的工艺参数合理。 关键词：30CrMnSiNi2A 高强钢；热压缩；本构方程；热加工图；数值模拟 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 ABSTRACT High-strength steel isusedwidely in automobilemanufacturing.High-strength steel parts with a strength exceeding 1000 MPa are often formed by hot working. There is a critical issue that different steel grades have differences in composition and historical process, and their thermodynamic properties are too complicated to be generalized. So research on the hot forming properties has important significance for hot working process. The thermal compression experiment of 30CrMnSiNi2A high strength steel under different deformation conditionswas carried out to inves