汽车用热轧超高强含B钢板的研究

发布时间：2020-11-02 03:46

　　 随着汽车轻量化的发展,含B钢板等高强钢广泛应用于汽车结构件和加强件。含B钢板具有优良的碰撞性能和安全性能。国内含B钢板市场需求量不断扩大,宝钢是目前国内唯一的含B钢板供应商,而绝大部分需要从国外进口。因此对含B钢进行系统研究是很有必要的,同时也能推进我国汽车轻量化的发展进程。本论文通过膨胀法并辅以金相的观察和显微硬度的测定得到了26MnB5-5V和22MnB5-5V含B钢的连续冷却曲线,实验结果表明:26MnB5-5V含B钢处于冷却速率为0.056~0.30℃/s之间时,进行珠光体转变;处于冷却速率为0.5~3.0℃/s之间时,基体中渐渐开始出现贝氏体组织;当处于5.0℃/s的冷却速率时,基体组织中开始出现马氏体且试样钢的显微硬度显著提升,最终在冷却速度为20.0℃/s时得到单一马氏体组织。22MnB5-5V含B钢的连续冷却曲线变化规律与26MnB5-5V含B钢的基本一致。本论文研究了开轧温度、精轧终轧温度、卷取温度和冷却方式对22MnB5-5V和26MnB5-5V含B钢的组织性能的影响。研究结果表明:在1050-1080℃范围内,当增大开轧温度时,超高强含B钢的屈服强度和抗拉强度降低,伸长率增加,而屈强比变化不大,屈服强度在578-617Mpa之间,抗拉强度在705-732Mpa之间。在790-820℃范围内,随着精轧终轧温度增加,屈服强度、伸长率和屈强比提高,而抗拉强度降低,屈服强度在647-670MPa之间,抗拉强度在760-800MPa之间。在570-650℃范围内,当增大卷取温度时,屈服强度和抗拉强度提高,而伸长率和屈强比变化不大,屈服强度在670-695MPa之间,抗拉强度在760-779MPa之间。随着冷却速率增加,屈服强度和抗拉强度提高,伸长率降低,而屈强比变化不大。随炉冷却情况下,基体组织主要为铁素体与珠光体。空冷情况下,基体组织为贝氏体,屈服强度为584MPa,抗拉强度为687MPa。对26MnB5-5V含B钢进行强风冷淬火实验。研究结果表明:26MnB5-5V含B钢在强风冷下,其室温组织为马氏体且屈服强度达到1254MPa,抗拉强度达到1533MPa。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U465.11;TG142.1
【部分图文】：

图 1.1 第一代、第二代及处于研发的第三代新型钢铁结构材料e first generation, the second generation and the third generation of new smaterials under development量化和高抗撞性能需求，第一代和第二代汽车用钢都已经不能能达到安全标准且成本相对较低的新一代汽车用钢。首先的是美国，中国等一些亚洲国家也先后展开了对第三代汽车第三代汽车用钢为新型钢，世界各国对于第三代汽车用钢生就属于第三代汽车用钢。主要是通过在基体中添加少量锰、其淬透性得以提高。在一些特殊工艺（热冲压和局部淬火条的形核从而使得成形件微观组织为单一的马氏体相[13]。在成观组织为珠光体和铁素体，其塑性较好，屈服强度在 300-500-700Mpa 之间，所以变形抗力小塑性优良利于成形；成形和00MPa-1800MPa，明显提高材料的安全性。常用含 B 钢板碳 Mn-B 系钢板，通过一些特殊工艺（热冲压和局部淬火条a，抗拉强度约为 1500MPa，是目前商业化生产高强度钢板

图 1.2 热冲压工艺示意图Fig.1.2 Hot stamping process diagram为了解决高强钢成形困难的问题，热成形技术被人们研究了出来。生产工艺所示。热成形以锰、硅、硼等合金化钢板为原料，经过加热奥氏体化（900-95在高温条件下进行冲压成形并淬火、保压，成品组织为马氏体。 该项技术不强大变形量零部件的成形能力，而且可以通过马氏体组织显著提高其强度。热成形概念最早由瑞典 Plannja 公司于上世纪 70 年代提出并用于一些刀具着技术优势的体现，热成形在在欧洲得到快速发展。2000 年后热成形技术首先

图 1.3 热成形零部件在汽车上的应用Fig. 1.3 Application of hot formed parts in automobiles[a]（1）变强度热成形零部件变强度热成形零部件主要包括如下几种技术途径：差厚板技术，主要是将汽车板轧制为变截面的不等厚板，以实现变强度热成形零部件的制备；激光拼焊技术，主要将不同材质的汽车板进行焊接，以实现变强度热成形零部件；分段强化技术，主要是通过热冲压成形过程中加热和冷却技术的控制，实现不同位置强度的变化。在以上三种技术中，激光拼焊技术需要额外增加生产工序和装备，使生产成本增加；同时焊缝区域强度差异性较大，使安全性能降低。差厚板技术可以实现零部件强度的均匀过渡，应用效果良好，但需要特殊的板材轧制技术（目前，Mubea 公司是实现该产品批量稳定供货的唯一厂家），使原材料成本增加。分段强化技术，主要是同时不同加热温度（加热炉中控制不同位置加热温度）或不同冷却速率（冷却模具中控制不同位置冷却速率）的控制，实现分段强化，对原材料和后续工艺无特殊要求。（2）热成形零部件模块化及集成化目前，热成形零部件主要为单一汽车零部件，包括 A 柱、B 柱、前后防撞梁、门槛栏等。如果使用单一热成形零部件，还需要同时考虑零部件之间的连接等问题，使装配
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本文编号：2866525