基于QP工艺的热成形模拟与实验研究

发布时间：2025-03-15 04:14

　　近年来,汽车行业对安全和环保的要求日益增长。先进高强钢的热成形工艺可以在保证强度轻微下降的前提下大幅降低汽车零件的重量。然而,通过传统热成型工艺制造的汽车零件由于发生全马氏体转变,塑性较差,这严重降低了热成形零件的综合力学性能。为了改善高强钢的塑性,淬火-碳分配工艺(Q&P工艺)目前被应用于传统热成形工艺中。本论文将研究两步Q&P工艺,因为将两步Q&P工艺应用于热成形时效率更高。两步Q&P工艺先将钢材淬火至介于马氏体转变开始温度Ms和马氏体转变开始温度终止温度Mf之间的一定温度,然后加热到配分温度保温一段时间。配分结束后将钢材淬火至室温,此时有较多的奥氏体残留下来。最后得到的马氏体-奥氏体复合组织具有很高的强度(1500MPa左右),而且其延伸率(14.8%)比传统的热成形工艺钢材的延伸率(6.6%)高很多。将淬火-碳配分工艺应用到热成形中已经被证明是一种改善先进高强钢塑性的有效方法。本课题以超高强度汽车用钢30CrMnSi2Nb为实验材料,在配有温控系统的平模上对试样进行淬火-碳配分处理,研究淬火温度和配分时间对高强钢组织与性能的影响,同时利用考虑界面移...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 .引言
    1.2 .热成形工艺
        1.2.1 .热成形工艺简介
        1.2.2 .热成形工艺国内外研究现状
    1.3 .淬火碳配分(Q&P)工艺
        1.3.1 .Q&P工艺简介
        1.3.2 .Q&P工艺热力学模型
        1.3.3 .Q&P工艺热力学模型的应用
    1.4 .课题研究内容及意义
2.考虑界面移动的Q&P工艺数值模拟
    2.1 .不考虑界面移动的淬火-碳配分理论模型
        2.1.1 .基本假设
        2.1.2 .界面处的碳扩散
        2.1.3 .马氏体和奥氏体中的碳扩散
    2.2 .考虑界面移动的淬火-碳配分理论模型
        2.2.1 .基本假设
        2.2.2 .界面处的碳扩散
        2.2.3 .界面移动
        2.2.4 .界面移动过程中界面处的碳扩散
        2.2.5 .马氏体和奥氏体中的碳扩散
    2.3 .考虑界面移动的淬火-碳配分数值模拟步骤
        2.3.1 .前处理
        2.3.2 .数值模拟
        2.3.3 .后处理
    2.4 .本章小结
3.材料制备和实验方法
    3.1 .实验材料
    3.2 .平模淬火-碳配分实验
    3.3 .Gleeble热模拟实验
    3.4 .微观组织分析
4.基于淬火-碳配分工艺的高强钢热成形实验研究
    4.1 .淬火温度对高强钢组织与性能的影响
        4.1.1 .实验方案
        4.1.2 .微观组织
        4.1.3 .衍射图谱
        4.1.4 .碳分布模拟
        4.1.5 .局部残余奥氏体体积分数模拟
        4.1.6 .残余奥氏体
        4.1.7 .力学性能
    4.2 .配分时间对高强钢组织与性能的影响
        4.2.1 .实验方案
        4.2.2 .微观组织
        4.2.3 .残余奥氏体
        4.2.4 .力学性能
    4.3 .本章小结
5.HFQP工艺中形变对高强钢组织与性能的影响
    5.1 .实验方案
    5.2 .结果分析与讨论
        5.2.1 .微观组织
        5.2.2 .热膨胀曲线
        5.2.3 .力学性能
    5.3 .本章小结
6.总结与展望
    6.1 .全文总结
    6.2 .研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文



本文编号：4035144