分区冷却热成形技术对硼钢组织性能及形状精度影响研究
发布时间：2021-10-17 02:35
硼钢热冲压成形技术可以使零件强度提高的同时有效减轻重量,广泛应用于汽车零部件生产。虽然传统热冲压零件具有高强度和高硬度,但塑性和韧性较差,高强度的零部件给碰撞过程中的能量吸收以及成形后部件的再加工带来了困难,为了解决这个问题,可以使零件局部区域获得更多塑性和韧性较好的微观组织,模具分区冷却热冲压成形技术由此产生。本文通过实验与数值模拟,研究了模具分区冷却热冲压成形技术对U型件力学性能、组织含量及形状精度的影响。实验使用本课题组自行设计研发的分区冷却热成形实验模具,模具由冷区和热区两部分组成,冷区保持室温不变,热区温度可在25℃至600℃之间进行调节,通过调节不同的模具温度来控制板料的冷却速率,从而使板料的不同区域获得不同的微观组织和力学性能。研究结果如下:（1）热区温度由25℃升高至600℃,冷区板料的抗拉强度和显微硬度基本不发生变化,约为1440MPa和530HV;热区板料的抗拉强度由1443MPa降至701MPa,降低了51.4%,显微硬度由526HV降至246HV,降低了53.2%。（2）冷区板料的微观组织主要由马氏体组成,并含有少量的贝氏体和铁素体组织;热区板料的微观组织随温度...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1两种不同热冲压工艺过程(a)直接热冲压成形(b)间接热冲压成形Fig.1.1Twodifferenthotstampingmethods(a)directhotstamping(b)indirecthot
第 1 章 绪论塑性轻钢、奥氏体孪晶诱导塑性钢和剪切带强化钢，其中奥氏体孪晶诱导抗拉强度和延伸率优异，易加工成形，但由于含有大量合金元素，故增加成本和加工难度，并且抵抗延迟裂纹的能力较差，这些问题限制了此材料。第三代 AHSS 钢与前两代 AHSS 钢相比提高了强度和塑性，降低了合金生产成本，必将逐步取代前两代 AHSS 钢，其常温下的组织状态为板条马残余奥氏体，板条状马氏体具有良好的综合力学性能，残余奥氏体是一种奥氏体，变形时会发生相变诱发塑性，可以进一步改善钢的塑性。
际生产需要定制零件性能，使得热冲压成形技术可以应用在更多领域，解问题，同时生产成本更低。为了实现这个目标，人们研究出性能定制属性术，这种技术可以使得同一零部件的不同区域具有不同的强度、硬度、塑性，实现零部件性能的定制，从而满足零部件在不同应用场景中的功能。如图 1.3 为汽车 B 柱各区域性能需求分布示意图，上半部分为硬区，要求强度和高硬度，主要作用为支撑车身，保证汽车发生碰撞时车身的完整性碰撞侵入对车上人员造成伤害[22-24]。下部为软区，要求具有良好的塑性和收碰撞时产生的能量。硬区和软区中间为过渡区，实现了性能的良好过渡单一提高 B 柱某一方面的性能显然不能达到上述要求，要实现这种 B 柱定制可以改变 B 柱不同区域微观组织的种类和含量。对于硬区，可以增加含量，降低贝氏体和铁素体的含量，对于软区，则减少马氏体的含量，增体和铁素体的含量，从而使 B 柱能够集超高强度和优良塑性于一体，且过比较平稳，不会发生性能突变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热冲压成形技术及其新进展[J]. 黄大鹏,杨国庆,张梅,李麟. 上海金属. 2017(05)
[2]基于性能梯度分布的硼钢热冲压工艺对形状精度的影响[J]. 张志强,刘从豪,何东野,李湘吉,李纪萱. 吉林大学学报(工学版). 2017(06)
[3]Mn对Al-Si镀层奥氏体化处理中合金组织变化的影响[J]. 齐素慈,李建朝,吴广新,胡伟东. 上海金属. 2017(02)
[4]超高强钢板U形件热冲压回弹研究[J]. 吴斌,曹志福. 热加工工艺. 2016(11)
[5]高强钢零件的质量问题分析及对策[J]. 石强,许天宇. 汽车工艺与材料. 2016(03)
[6]摩擦系数对高强度钢弯曲件回弹的影响研究[J]. 胡军,栗明,张锟,陈珏. 热加工工艺. 2015(21)
[7]高强度钢板及其先进制造技术在汽车轻量化上的应用[J]. 苏伟. 汽车工艺与材料. 2014(10)
[8]基于ABAQUS的高强钢板弯曲成形模拟中回弹影响因素的研究[J]. 贾彬彬,邸贺,王卫卫. 模具工业. 2014(07)
[9]热冲压成形工艺参数对硼钢板帽形件回弹影响分析[J]. 刘雨阳,闵峻英,辛立久,金建伟,刘强,林建平. 锻压技术. 2014(03)
[10]22MnB5热冲压钢的研究进展[J]. 杨洪林,张深根,洪继要,李俊. 锻压技术. 2014(01)
博士论文
[1]硼钢B1500HS的热冲压关键参数测试及其淬火性能研究[D]. 贺连芳.山东大学 2012
硕士论文
[1]基于性能梯度分布的硼钢热冲压技术研究[D]. 贾晓飞.吉林大学 2016
[2]B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究[D]. 库中贤.吉林大学 2016
[3]基于梯度性能分布的高强钢板件设计与制造[D]. 孙家琦.沈阳理工大学 2014
[4]拼焊板力学性能及其耐撞性仿真研究[D]. 付磊.湖南大学 2012
[5]基于数值模拟的类U形件回弹预测研究[D]. 何光春.重庆大学 2006
[6]数控弯管回弹的解析—数值模拟研究[D]. 张旭光.西北工业大学 2003
本文编号：3440947
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1两种不同热冲压工艺过程(a)直接热冲压成形(b)间接热冲压成形Fig.1.1Twodifferenthotstampingmethods(a)directhotstamping(b)indirecthot
第 1 章 绪论塑性轻钢、奥氏体孪晶诱导塑性钢和剪切带强化钢，其中奥氏体孪晶诱导抗拉强度和延伸率优异，易加工成形，但由于含有大量合金元素，故增加成本和加工难度，并且抵抗延迟裂纹的能力较差，这些问题限制了此材料。第三代 AHSS 钢与前两代 AHSS 钢相比提高了强度和塑性，降低了合金生产成本，必将逐步取代前两代 AHSS 钢，其常温下的组织状态为板条马残余奥氏体，板条状马氏体具有良好的综合力学性能，残余奥氏体是一种奥氏体，变形时会发生相变诱发塑性，可以进一步改善钢的塑性。
际生产需要定制零件性能，使得热冲压成形技术可以应用在更多领域，解问题，同时生产成本更低。为了实现这个目标，人们研究出性能定制属性术，这种技术可以使得同一零部件的不同区域具有不同的强度、硬度、塑性，实现零部件性能的定制，从而满足零部件在不同应用场景中的功能。如图 1.3 为汽车 B 柱各区域性能需求分布示意图，上半部分为硬区，要求强度和高硬度，主要作用为支撑车身，保证汽车发生碰撞时车身的完整性碰撞侵入对车上人员造成伤害[22-24]。下部为软区，要求具有良好的塑性和收碰撞时产生的能量。硬区和软区中间为过渡区，实现了性能的良好过渡单一提高 B 柱某一方面的性能显然不能达到上述要求，要实现这种 B 柱定制可以改变 B 柱不同区域微观组织的种类和含量。对于硬区，可以增加含量，降低贝氏体和铁素体的含量，对于软区，则减少马氏体的含量，增体和铁素体的含量，从而使 B 柱能够集超高强度和优良塑性于一体，且过比较平稳，不会发生性能突变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热冲压成形技术及其新进展[J]. 黄大鹏,杨国庆,张梅,李麟. 上海金属. 2017(05)
[2]基于性能梯度分布的硼钢热冲压工艺对形状精度的影响[J]. 张志强,刘从豪,何东野,李湘吉,李纪萱. 吉林大学学报(工学版). 2017(06)
[3]Mn对Al-Si镀层奥氏体化处理中合金组织变化的影响[J]. 齐素慈,李建朝,吴广新,胡伟东. 上海金属. 2017(02)
[4]超高强钢板U形件热冲压回弹研究[J]. 吴斌,曹志福. 热加工工艺. 2016(11)
[5]高强钢零件的质量问题分析及对策[J]. 石强,许天宇. 汽车工艺与材料. 2016(03)
[6]摩擦系数对高强度钢弯曲件回弹的影响研究[J]. 胡军,栗明,张锟,陈珏. 热加工工艺. 2015(21)
[7]高强度钢板及其先进制造技术在汽车轻量化上的应用[J]. 苏伟. 汽车工艺与材料. 2014(10)
[8]基于ABAQUS的高强钢板弯曲成形模拟中回弹影响因素的研究[J]. 贾彬彬,邸贺,王卫卫. 模具工业. 2014(07)
[9]热冲压成形工艺参数对硼钢板帽形件回弹影响分析[J]. 刘雨阳,闵峻英,辛立久,金建伟,刘强,林建平. 锻压技术. 2014(03)
[10]22MnB5热冲压钢的研究进展[J]. 杨洪林,张深根,洪继要,李俊. 锻压技术. 2014(01)
博士论文
[1]硼钢B1500HS的热冲压关键参数测试及其淬火性能研究[D]. 贺连芳.山东大学 2012
硕士论文
[1]基于性能梯度分布的硼钢热冲压技术研究[D]. 贾晓飞.吉林大学 2016
[2]B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究[D]. 库中贤.吉林大学 2016
[3]基于梯度性能分布的高强钢板件设计与制造[D]. 孙家琦.沈阳理工大学 2014
[4]拼焊板力学性能及其耐撞性仿真研究[D]. 付磊.湖南大学 2012
[5]基于数值模拟的类U形件回弹预测研究[D]. 何光春.重庆大学 2006
[6]数控弯管回弹的解析—数值模拟研究[D]. 张旭光.西北工业大学 2003
本文编号：3440947
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