高强度钢QP980焊接接头的组织性能与氢脆敏感性研究
发布时间：2021-10-05 15:18
高强度钢QP980作为第三代先进高强度钢的代表,具有高强度、高塑性及优异的吸能性等特点,在汽车轻量化方面有着广阔的应用前景。高强度钢在采用常规熔焊时容易出现的成分偏析、淬硬脆化和氢致开裂等问题,而且QP980钢的微观组织主要由具有高密度位错的马氏体、铁素体及处于亚稳态的残余奥氏体组成,QP980钢的组织特点决定其在焊接热循环下极易发生转变,给QP980钢的焊接应用带来困难。目前关于QP980钢的焊接研究较少,缺少对接头组织演变规律的深入研究,接头组织的不均匀性也导致接头面临更加复杂的氢脆问题。因此,为解决QP980钢所面临的焊接问题,分别采用搅拌摩擦焊接技术和激光焊接技术对QP980钢进行了焊接试验,研究了焊接工艺参数对接头组织演变及性能的影响规律,建立了接头性能与微观组织演变之间的关系,并使用热膨胀仪模拟了 QP980钢经历的焊接热循环过程,系统研究了热影响区组织与性能的变化规律,此外,通过电化学充氢和慢应变速率拉伸试验对QP980钢的搅拌摩擦焊接头和激光焊接头进行了氢脆敏感性研究,研究了接头不同区域的微观组织对氢致裂纹形成的影响机制,并讨论了充氢接头的断裂机理。对QP980钢搅拌摩...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１汽车轻量化的主要途径示意图??汽车中占自重９０％的６类材料大体分为：钢、轻质合金、铸铁、塑料、??复合材料、陶瓷及玻璃
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of grain refinement on the hydrogen embrittlement of 304 austenitic stainless steel[J]. Y.H.Fan,B.Zhang,J.Q.Wang,E.-H.Han,W.Ke. Journal of Materials Science & Technology. 2019(10)
[2]新型汽车用高强度中锰钢研究现状及发展趋势[J]. 刘倩,郑小平,张荣华,田亚强,陈连生. 材料导报. 2019(07)
[3]轻量化、高强度汽车钢板的应用与研发进展[J]. 冯桐,苏永要,徐照英,陈立伟,王锦标,杨海峰,刘代军. 电焊机. 2018(05)
[4]先进高强钢（QP钢）的发展现状[J]. 张乐乐,刘冰. 科技展望. 2017(12)
[5]日本汽车轻量化发展趋势[J]. 刘晓斌. 当代石油石化. 2016(10)
[6]德国发展电动汽车的政策措施与未来趋势[J]. 李晓慧,贺德方,彭洁. 全球科技经济瞭望. 2016 (09)
[7]相变诱导塑性汽车用钢的发展现状与趋势[J]. 汪淼,张聪,胡锋,吴开明,伊琳娜·罗迪洛娃. 钢铁研究学报. 2016(08)
[8]激光焊接在白车身上的应用现状[J]. 张妍. 电焊机. 2016(03)
[9]新能源汽车轻量化材料[J]. 唐见茂. 新型工业化. 2016(01)
[10]钢搅拌摩擦焊接及加工研究进展[J]. 李艺君,付瑞东. 机械工程学报. 2015(22)
博士论文
[1]搅拌摩擦焊接/加工高熔点合金组织与性能相关性研究[D]. 李艺君.燕山大学 2015
[2]焊接接头中应力促进氢致裂纹形成理论分析与实验研究[D]. 张敬强.哈尔滨工业大学 2015
[3]搅拌摩擦焊接过程中材料行为及力学响应的数值模拟[D]. 张昭.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]汽车用钢的激光搭接焊与电阻点焊的对比试验研究[D]. 李得胜.湖南大学 2010
本文编号：3420013
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１汽车轻量化的主要途径示意图??汽车中占自重９０％的６类材料大体分为：钢、轻质合金、铸铁、塑料、??复合材料、陶瓷及玻璃
?北京科技大学博士学位论文???ｍ－ｔ??轻量化节能技术ｉ??ｉ?？?ｉ材，＜—ｔ工艺??结构优化设计１?Ｉ轻质材＾与工??－１－，，－－．－＾ｉ?－?｜－ｉ?｜￣￣￣￣￣?＊?￣￣］??！?ｔｔ＊ｍ?８轻联．材料?１?工艺??丨?丄?江?丄?１?￣ｎ??１?……－?ｖ±＾￡＾－，ｘ￣ｘｎ??图２－１汽车轻量化的主要途径示意图??汽车中占自重９０％的６类材料大体分为：钢、轻质合金、铸铁、塑料、??复合材料、陶瓷及玻璃。选用新材料，包括高强度钢、铝合金、镁合金、钛??合金、塑料、复合材料等是汽车发展的重要方向，也是世界各大汽车公司争??相开发的材料重点方向，而且目前多材料应用己成为汽车的主要发展方向，??图２－２为全新奥迪Ａ８Ｌ车身材料示意图，可知其车身设计已从之前的全铝车??身改为如今的钢铝混合车身，其中金属材料仍占主要地位，尤其钢铁材料具??有难以替代的作用，这是因为一个好的车身应该是各种材料的组合，在合适??的位置、采取合适的工艺，并平衡好轻量化、安全、性能与成本之间的关系。??全新奥?１＾Ａ８Ｌ??车身材料示意??画铝板材賺麵型爾雛钢材―，镁合金??■■？挤压错?钢材??賴碰铝—碳纤维增醒料??图２－２全新奥迪Ａ８Ｌ车身材料示意图??综上所述，汽车轻量化己然成为汽车行业可持续发展的必经之路，但是??现阶段我国轻量化技术的应用与国际先进水平尚有差距，因此，要从多个方??面加快我国汽车轻量化的发展进程。同时，轻量化结构设计、新材料的使用??－５?－??
?高强度钢ＱＰ９８０焊接接头的组织性能与氢脆敏感性研宄???＂＾＼Ｃｖ?＝?Ｃ：?〇．／?＝?Ｃｊ?Ｃｙ?＞?Ｃｉ??（＿Ｖ／）?Ｃｍ＝Ｃｉ?Ｃｍ＜Ｃｉ??图２－３?ＱＰ工艺示意图??Ｃｉ：合金初始確含置，ＣＹ：奧氏体中碳含置，Ｃｗ马氏体中碳含量??ＴＡ：奥氏体化温度，ＴＱ：淬火温度，ＩＶ：配分温度??当奥氏体化温度ＴＡ高于Ａｃ３时，称为完全奧氏体化ＱＰ处理，当Ｔａ在??（ａｌ）区间时，称为（ａ＋ｙ）的ＱＰ处理或两相区ＱＰ处理。当Ｔｑ＝Ｔｐ时，称??作一步法，当Ｔ（＃ＴＰ?（通常情况下，Ｔｐ＞Ｔｑ）时，称作两步法［２６］。基于以上??分析可知，ＱＰ钢室温组织主要取决于热处理工艺，当完全奥氏体化加热时，??主要包含马氏体与残余奥氏体组织，其中马氏体呈板条状，薄膜状残余奥氏??体夹在马氏体板条间；当两相区加热时，除马氏体、奥氏体外，还包含铁素??体组织。??ＱＰ钢集高强度与良好塑性于一体的特性决定了其适合于汽车安全结构??件，特别是防止侵入的部位，例如前后保险杠、车门防撞杆和Ｂ柱等，而这??些部位目前主要采用马氏体钢和热冲压成形钢。与马氏体钢相比，ＱＰ钢的高??塑性使其在冷成形工艺方面更具优势，一方面可以降低产品的冲裂率，另一??方面还能够实现形状复杂件的成形；热冲压成形虽然可以解决马氏体钢成形??方面的缺点，但是其生产工序多、模具不断加热冷却带来的寿命降低等问题??提高了生产成本，限制了其广泛应用。ＱＰ钢强度和塑性与代表现今钢板“技??术发展水平”的双相钢、ＴＲＩＰ钢和马氏体钢等高强度钢的比较如图２－４所示??［２７］，图中可见ＱＰ钢在强度大幅度提高的同时，仍然保持了很高的塑性。因??此，采用ＱＰ钢作
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of grain refinement on the hydrogen embrittlement of 304 austenitic stainless steel[J]. Y.H.Fan,B.Zhang,J.Q.Wang,E.-H.Han,W.Ke. Journal of Materials Science & Technology. 2019(10)
[2]新型汽车用高强度中锰钢研究现状及发展趋势[J]. 刘倩,郑小平,张荣华,田亚强,陈连生. 材料导报. 2019(07)
[3]轻量化、高强度汽车钢板的应用与研发进展[J]. 冯桐,苏永要,徐照英,陈立伟,王锦标,杨海峰,刘代军. 电焊机. 2018(05)
[4]先进高强钢（QP钢）的发展现状[J]. 张乐乐,刘冰. 科技展望. 2017(12)
[5]日本汽车轻量化发展趋势[J]. 刘晓斌. 当代石油石化. 2016(10)
[6]德国发展电动汽车的政策措施与未来趋势[J]. 李晓慧,贺德方,彭洁. 全球科技经济瞭望. 2016 (09)
[7]相变诱导塑性汽车用钢的发展现状与趋势[J]. 汪淼,张聪,胡锋,吴开明,伊琳娜·罗迪洛娃. 钢铁研究学报. 2016(08)
[8]激光焊接在白车身上的应用现状[J]. 张妍. 电焊机. 2016(03)
[9]新能源汽车轻量化材料[J]. 唐见茂. 新型工业化. 2016(01)
[10]钢搅拌摩擦焊接及加工研究进展[J]. 李艺君,付瑞东. 机械工程学报. 2015(22)
博士论文
[1]搅拌摩擦焊接/加工高熔点合金组织与性能相关性研究[D]. 李艺君.燕山大学 2015
[2]焊接接头中应力促进氢致裂纹形成理论分析与实验研究[D]. 张敬强.哈尔滨工业大学 2015
[3]搅拌摩擦焊接过程中材料行为及力学响应的数值模拟[D]. 张昭.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]汽车用钢的激光搭接焊与电阻点焊的对比试验研究[D]. 李得胜.湖南大学 2010
本文编号：3420013
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