高强钢在复杂应变路径下的性能表征研究

发布时间：2020-10-26 10:04

　　 随着汽车工业在中国的高速发展,汽车轻量化和安全性能已经成为汽车行业关注的两大主题。由于高强钢自身强度很高,成形过程中容易发生起皱、回弹等缺陷,对尺寸的精度要求较高。因此,如何准确描述高强钢成形过程中各向异性特点及非弹性回复行为,是汽车行业关注的重点。本文采用第三代汽车先进高强钢QP980,因其在成形过程时,残余奥氏体相变为马氏体,使得高强钢具有较高的强度和良好的塑性,力学综合性能得到大幅提升,拥有广阔的发展前景。本文主要研究复杂应变路径对高强钢性能表征的影响,分析了路径的改变如何影响高强钢在变形过程中各向异性和弹塑性行为。首先通过静态拉伸实验获取材料的力学性能参数;其次进行了二次拉伸实验,研究了材料不同预应变条件下真应力真应变的关系曲线,分析了预应变下材料的各向异性特点,并结合了塑性流动比和流动应力比定量分析,绘制了不同预应变下高强钢的实验屈服轨迹。结果表明:预应变主要影响材料屈服时的弹塑性转变。材料在小应变下呈现各向同性,随着预应变的增加,材料在屈服阶段出现瞬态软化行为,在大应变和与轧制方向呈45°和90°角度时,各向异性比较明显,流动应力存在持续的偏移。材料二次拉伸过程中的实验屈服轨迹呈现外凸性,曲线接近椭圆轨迹,屈服轨迹不完全对称。在二次拉伸实验基础上,进一步分析小试样在简单加载与循环加载下的弹塑性行为。实验表明:QP980在加卸载过程中存在非弹性回复行为,卸载模量随塑性应变的增加而下降,逐渐趋于平缓,在同等塑性应变下,循环加载时的卸载模量变化值高于简单加载下的卸载模量,并通过数据拟合建立了相应的卸载模量数学模型。
【学位单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG142.1
【部分图文】：

的资源不足等社会问题。对于高强度钢，目前还未有统一的标准，一般将屈服强??度在２８０？６００Ｍｐａ之间的钢材统称为高强度钢，屈服强度大于６００Ｍｐａ的钢板??称之为超高强度钢，而汽车用先进高强钢则需要的屈服强度更高。如图１－２所示，??按照高强钢的抗拉强度和延伸率关系划分的分类图示。图１－２中主要含有传统型??钢、第一代、第二代和第三代汽车先进高强钢，图中表明前面几代汽车用钢的比??重占据很大的市场，但同时说明未来第三代汽车用钢还是有很大的挖据潜力，其??介于两代钢材之间的属于第三代先进高强钢［９＿１１】。??７０?：?：￣Ｔ??０?３００?６００?９００?１２００?１６００??Ｔｅｎｓｉｌｅ?Ｓｔｒｅｎｇｔｈ?（ＭＰａ）??图１－２高强钢板的抗拉强度与延伸率的关系％??１．２．１传统高强钢??传统高强钢在汽车行业中属于第一代汽车用钢，具有代表性的是高强度低合??金钢和高强度无间隙原子钢。??高强度低合金钢（ＨＳＬＡ）：?ＨＳＬＡ钢添加很多合金元素来达到强化的效果，。??ＨＳＬＡ钢的种类包括单元素、多元素、微合金元素，一般抗拉强度可以达到??２??

＞１?｜??ｌ￡?ＳＰＩＣＩＭ?Ｗ??「?｜?ＨＮＳＩＬＥＳＫＣＩＭＷ??坠?＼??ｔＵＮＳＩｔｆ?ＡＸＩＳ??１?ＰＬＡＮＥ?ＳＴＲＡＩＮ??ＨＮＳＩＯＮ?ＳＰＣＣＩＭＥＮ??图１－４在预应变条件下的第二阶段拉伸试样??４??

泣?ｃｒ＞Ｃｌ??ｔ／ｈ？?ｃ??於＼／ｒＳ蘼??时间Ａ??图１－３淬火－配分工艺图［２６】??１．３高强钢复杂加载研究现状??１．３．１高强钢复杂加载所带来的问题??高强钢由于强度较高，在常规单轴拉伸时，其材料的各向异性、硬化指数等??力学性能参数的变化不是很大。由于汽车用钢在板材成形过程中，高强钢薄板必??然经历很多时段的复杂变形路径下的加卸载过程，使得高强钢在变形过程中屈服??强度、抗拉轻度、硬化速率、塑性等都会发生很大变化。还会引起材料明显的各??向异性、回弹等现象，在大应变状态下，高强钢再经历加卸载、拉压循环、或者??更加复杂的变形路径，往往会发生瞬态软化、永久软化行为和包辛格效应。因此??研宄高强钢复杂加卸载的力学性能有着重要的科学意义。??１．３．２国外对高强钢＊杂加载路径的研究现状??ＰＳＴ?ＰＲＣＳＴＨＷＨ?ＡＸＩＳ??＞１?｜??ｌ￡?ＳＰＩＣＩＭ?Ｗ??
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本文编号：2856851