异步轧制对22MnB5钢奥氏体相变及组织演变规律影响研究

发布时间：2020-07-31 11:22

【摘要】：近些年来,汽车行业的不断发展,人们对汽车的安全性和环保性要求不断提高,汽车车身轻量化成为行业研究的一大热点。热成形超高强钢以其高强度的特点,在汽车结构件中得到广泛应用,但是低塑性限制了其进一步的发展和应用。因此,为了提升超高强钢的综合性能,需要从微观组织进行改善。本文以22MnB5钢为研究对象,通过在室温和深冷条件下对坯料进行不同变形量和速比的预形变处理,结合一次加热和复合加热方式,探究加热过程中奥氏体相变行为和组织演变规律行为,分析典型微观组织和织构取向演变规律。实验结果表明:(1)室温轧制时,异步轧制相比同步轧制,变形程度增大,组织得到细化,变形量为70%时,平均晶粒尺寸约为3μm。轧制过程中,组织中产生大量位错,表层组织位错密度高于心部组织,小角度晶界所占比例达到50%以上,说明板材内部位错等缺陷增多,而且织构组分在{110}110和{111}110附近集中,最大织构强度为7.238。(2)深冷轧制时,组织变形程度要比室温轧制时更加剧烈,深冷轧制可以抑制位错回复,位错增殖速度快,容易相互缠结形成位错塞积,出现层片状显微带亚结构。深冷轧制后,小角度晶界比例也会升高,除了{110}110和{111}110织构组分,还存在很强的{112}110织构,最大织构强度为12.044。(3)轧制预形变处理后,对板材分别采用一次加热和复合加热工艺进行热处理实验,结果表明:同一轧制参数下,异步轧制比同步轧制更能促进奥氏体相变;深冷轧制比室温轧制更有利于奥氏体相变;复合加热比一次加热更能加快奥氏体形成,并细化晶粒。采用盐浴淬火热处理对以上两种工艺进行验证,在750℃时,铁素体发生再结晶,随着变形量和速比的增大,基本可以得到等轴晶粒,在{111}110和{110}110织构组分附近较强。当温度为800℃和850℃时,组织中逐渐出现马氏体并最终实现奥氏体化,得到完全马氏体组织。因此,异步轧制相比于同步轧制更能够累积形变能以及缺陷密度,有助于奥氏体相变形核密度的最大化,通过组织遗传效应可对后续铁素体再结晶类型、奥氏体相变行为及淬火马氏体产生有益的影响,为后续热冲压工艺奠定理论基础,有助于最终成形件综合性能的提升。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.1
【图文】：

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现汽车轻量化等方面不断进步发展。轻量化，即保证汽车的各项性能都达标的前提下，减少汽车的重汽车的成本造价。根据相关研究数据表明[1-3]，汽车的轻量化主要轻量化，因为车身在汽车中所占的比重较高，汽车大量油耗几乎所以必须降低车身重量来实现汽车轻量化的目的。现在许研究人和车身结构件进行探究，保证性能的同时降低车身重量。同时，验证，轻量化还将带来车辆操控稳定性和冲撞安全性的提升。因已成为全球汽车发展产业中的一项关键性研究课题[4]，发展前景车身轻量化的发展，就目前而言主要有两大方向：一是优化汽车即利用模拟和仿真设计方法进行结构分析和结构优化设计等方面身整体框架、发动机和结构件的质量；一是选取合适的材料，即密度的材料应用于车身，如超高强度钢板。目前看来，车用高强板以其轻质、高强度的特点在汽车行业中的应用，越来越受到各并已成为满足汽车减重和提高碰撞性能和安全性能的重要途径之在汽车车身上的应用如下图 1-1 所示。

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图 1-2 热冲压成形工艺流程示意图在温度较高时，材料的成形性能好，能很快得到复杂的冲压件；且高温下成能消除回弹影响，零件精度高，成形质量好，因而有效克服了冷冲压成形高强板的固有缺陷而获得广泛应用。由于热冲压工艺具有各种优点，所以在汽车生中得到广泛应用，如下图 1-3 所示。因此，就连曾经以轻量化著称的 AudiA8 等华型全铝汽车，在 2017 年也放弃了之前的发展策略，在车身等零部件上也极大度的采用超高强热成形钢。据统计新款 Audi A8 整车的钢材用量将达到 40%以，其中有 17%的车身构件将由热成形超高强钢来替代[9,10]。

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因而得到超高强度的钢板。冲压成形的工艺过程如下图 1-图 1-2 热冲压成形工艺流程示意图较高时，材料的成形性能好，能很快得到复杂的冲压件；且弹影响，零件精度高，成形质量好，因而有效克服了冷冲压缺陷而获得广泛应用。由于热冲压工艺具有各种优点，所以泛应用，如下图 1-3 所示。因此，就连曾经以轻量化著称的 A汽车，在 2017 年也放弃了之前的发展策略，在车身等零部件超高强热成形钢。据统计新款 Audi A8 整车的钢材用量将达 17%的车身构件将由热成形超高强钢来替代[9,10]。

【参考文献】