BR1500HS超高强度钢热变形行为的研究

发布时间：2017-10-27 23:23

  本文关键词：BR1500HS超高强度钢热变形行为的研究

  更多相关文章： BR1500HS超高强度钢 真应力-应变曲线 动态回复 热加工图 断裂

【摘要】：在全球环境污染、能源危机、汽车安全等问题日益突出的形势下,汽车轻量化,安全化无疑成为全球科研机构及工业界的重要研究目标。热冲压工艺结合了材料高温时的良好成形性及冷却时材料的相变强化,能够生产出形貌完整、尺寸精确、强度高的热冲压件,一定程度上缓解了上述问题。BR1500HS超高强度钢板是国内唯一批量供应的热冲压热轧钢板,因此研究BR1500HS超高强度钢板的热变形行为具有很重要的意义。本文以BR1500HS超高强度钢为研究对象,通过热拉伸试验、金相试验、热加工图、Deform-3D模拟软件对BR1500HS超高强度钢的热成形性能进行了研究,具体研究内容如下:在Gleeble3500热模拟试验机上对BR1500HS超高强度钢板做恒温等应变速率的热拉伸试验,获得BR1500HS超高强度钢板在应变速率为0.01~1s-1、变形温度为773~1223K时的真应力-真应变曲线。根据蠕变理论及材料的真应力-真应变曲线确定材料的变形激活能、硬化指数等相关材料常数并引入Zener-Hollomon参数,建立材料热拉伸过程中稳态应力与变形条件之间的数学关系式。通过位错密度演化模型描述加工硬化和动态回复对流动应力的影响,并建立了能够表征BR1500HS超高强度钢热成形过程中加工硬化和动态回复行为的本构模型。基于所建立的本构模型建立并求解材料热变形过程中的动态回复动力学方程。通过绘制热加工图分析了变形条件对BR1500HS超高强度钢板热拉伸过程中微观组织演变的影响,结合金相实验进一步观察了材料热拉伸过程中微观组织的演变,结果表明,当变形温度设定为1123K到1223K,应变速率设定为0.01s-1到0.02s-1时材料比较适合进行热成形。根据热拉伸试验及Deform-3D有限元分析对材料的断裂准则进行修正,建立了适用于成形温度为873K到1223K,应变速率为0.01s-1到1s-1的断裂准则。通过对Deform-3D软件进行二次开发,将动态回复模型和修改后的断裂准则应用于Deform-3D中,模拟了BR1500HS超高强度钢热拉伸过程中动态回复体积分数及损伤值随变形条件的变化。
【关键词】：BR1500HS超高强度钢 真应力-应变曲线 动态回复 热加工图 断裂
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 引言9-11
• 1.2 热冲压成形工艺概述11-13
• 1.2.1 热冲压成形工艺原理及分类11-12
• 1.2.2 热冲压技术研究现状12-13
• 1.3 超高强度钢发展与应用现状13
• 1.4 课题研究意义13-14
• 1.5 本文的主要研究内容14-15
• 2 热冲压成形理论15-23
• 2.1 塑性力学基本理论15-18
• 2.1.1 屈服准则15
• 2.1.2 流动准则15-16
• 2.1.3 硬化准则16-17
• 2.1.4 断裂准则17-18
• 2.2 金属的热塑性变形18-20
• 2.2.1 晶内滑移变形18-19
• 2.2.2 晶界滑移变形19
• 2.2.3 扩散性蠕变19
• 2.2.4 动态回复和动态再结晶19-20
• 2.3 金属热冲压过程中的传热学理论20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 3 BR1500HS超高强度钢高温力学行为23-33
• 3.1 热拉伸实验23-25
• 3.1.1 实验材料及设备23
• 3.1.2 试样尺寸23-24
• 3.1.3 实验方法24-25
• 3.2 BR1500HS超高强度钢高温流变行为25-27
• 3.2.1 BR1500HS超高强度钢真应力-真应变曲线25-26
• 3.2.2 温度对材料峰值应力的影响26
• 3.2.3 应变速率对材料峰值应力的影响26-27
• 3.3 变形条件对材料延伸率的影响27-28
• 3.3.1 温度对材料延伸率的影响27
• 3.3.2 应变速率对材料延伸率的影响27-28
• 3.4 BR1500HS超高强度钢稳态应力的模型28-31
• 3.4.1 材料常数的求解29
• 3.4.2 平均激活能的求解29-30
• 3.4.3 材料稳态应力表达式的确定30-31
• 3.5 本章小结31-33
• 4 BR1500HS超高强度钢动态回复行为33-43
• 4.1 表征加工硬化及动态回复行为的本构模型33-39
• 4.1.1 模型的求解及验证34-37
• 4.1.2 模型参数与变形条件的关系37-39
• 4.2 BR1500HS超高强度钢的动态回复动力学39-42
• 4.2.1 动态回复动力学模型的建立及验证39-41
• 4.2.2 动态回复程度与变形条件的关系41-42
• 4.3 本章小结42-43
• 5 BR1500HS超高强度钢热拉伸过程微观组织分析43-49
• 5.1 金相实验43
• 5.1.1 实验材料及设备43
• 5.1.2 实验方法43
• 5.2 热拉伸件晶粒尺寸分析43-45
• 5.3 晶粒尺寸与材料性能的关系45
• 5.4 BR1500HS超高强度钢的动态热加工图45-48
• 5.4.1 动态材料模型理论基础45-46
• 5.4.2 BR1500HS超高强度钢热加工图的绘制46-48
• 5.5 本章小结48-49
• 6 BR1500HS超高强度钢热拉伸过程数值分析49-61
• 6.1 Deform-3D软件简介49-50
• 6.2 有限元模型的建立50-53
• 6.2.1 热拉伸过程的几何模型50
• 6.2.2 模拟参数设置50-51
• 6.2.3 材料损伤阈值的确定51-53
• 6.3 Deform-3D软件二次开发53-54
• 6.3.1 用户子程序结构53-54
• 6.3.2 二次开发具体操作方法54
• 6.4 有限元分析结果54-57
• 6.4.1 试样热拉伸过程动态回复模拟结果54-56
• 6.4.2 试样拉伸过程断裂模拟结果56-57
• 6.5 断裂损伤阈值的修正及模拟结果57-60
• 6.6 本章小结60-61
• 7 结论与前景展望61-63
• 7.1 结论61-62
• 7.2 展望62-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-71
• 附录71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王鲁;航天工业部超高强度钢的应用、发展与规划专题讨论会在常熟召开[J];宇航材料工艺;1984年03期

2 王鲁;壳体超高强度钢的研究应用现状及近期发展方向[J];宇航材料工艺;1984年06期

3 \√锟敌，

本文编号：1105638