耦合变形的滑动摩擦条件下600MPa级先进高强钢板的拉毛损伤行为研究

发布时间：2017-12-08 01:11

  本文关键词：耦合变形的滑动摩擦条件下600MPa级先进高强钢板的拉毛损伤行为研究

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【摘要】：采用自制的耦合变形的摩擦试验机,以三种汽车用600MPa级先进高强度钢板(抗拉强度590MPa的DP590热镀锌板及其裸板和抗拉强度520MPa的H340LAD热镀锌钢板)为研究对象,与淬回火DC53冷作模具钢配副摩擦,研究了在摩擦耦合变形过程中镀锌层对冲压过程中钢板拉毛损伤行为的影响。采用扫描电镜(SEM)重点分析了DP590热镀锌板拉毛的动态演变过程,通过摩擦系数的跃迁并基于动态形貌的变化,确定了拉毛的萌生点,进而提出了其定量判据。最后,在比较渗氮和渗钒两种涂覆层的厚度、硬度和组成相的基础上,研究了两种表面改性层对DP590热镀锌钢板拉毛性能的影响规律。得出以下主要结论:1.在相同的耦合变形的摩擦试验条件下,DP590热镀锌板的平均摩擦系数比其裸板的大。DP590镀锌板的拉毛损伤程度比裸板的严重,且DP590裸板损伤机理主要为磨粒磨损。2.由于DP590钢板在低应变区域的加工硬化指数n比H340LAD的高,相同外载条件下DP590的变形比H340LAD的小,H340LAD表面锌层的脱落更为严重,所以在相同的耦合变形摩擦条件下,H340LAD热镀锌钢板的平均摩擦系数比DP590镀锌钢板的大,拉毛损伤现象更明显。3.DP590热镀锌钢板的拉毛萌生主要经历了三个阶段:首先在塑性变形张紧力作用下出现大量垂直于拉伸方向的表面微裂纹,在随后摩擦过程中这些镀锌层微凸体脱落转移到压头表面,在钢板表面造成局部的轻微磨损;接着因锌层的开裂进而脱落转移到压头表面,并随滑动距离的增长在压头表面积聚长大,形成片状薄膜;最后在压头表面形成块状黏结瘤并在板材试样表面造成较深划痕,故其拉毛损伤机制主要为犁沟和黏着磨损。4.提出了一种判断拉毛损伤的定量标准及相应的测试方法。根据板材表面拉毛损伤的几何特征,确定表面粗糙度的变化量ΔRy作为拉毛损伤的定量评价参数,并通过表面形貌的SEM分析验证了该方法的可靠性。DP590热镀锌板与淬回火DC53模具钢在摩擦耦合变形条件下对摩的拉毛萌生点ΔRy为8μm左右。5.DC53压头的渗氮层是由Fe3N和Fe4N构成的、深度约180μm、表面硬度约990HV0.05的复相组织,渗钒层只有单相VC,厚度约8μm,渗层致密和连续,表面硬度达到2200HV0.05。与采用淬回火压头的试验相比,采用渗氮处理的压头明显降低了板材的拉毛趋势,其拉毛机理主要是磨粒磨损和轻微的黏着磨损。VC层良好的抗黏着磨损能力有利于降低拉毛损伤的产生,与渗氮层相比,渗钒层具有更为优异的抗拉毛性能,其拉毛损伤机理主要为磨粒磨损。
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG386

【参考文献】

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1 李扬;刘汉武;杜云慧;张鹏;;汽车用先进高强钢的应用现状和发展方向[J];材料导报;2011年13期

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本文编号：1264476