第三代汽车高强钢多道次成形问题研究

发布时间：2020-06-10 05:52

【摘要】：当前,汽车行业对轻量化和安全性的要求提高,使得各种新型材料不断被应用在汽车车身上。中锰第三代汽车高强钢因具有大量亚稳状态奥氏体,能够提升强度和塑性而倍受关注,然而,科研人员对中锰钢的研究大多停留在成分和组织调控上,对其成形过程鲜有探索。本文结合微观组织表征、力学性能测试和仿真分析,探索中锰钢的多道次成形能力。以厚度为1.6mm实验室制备的冷轧退火态中锰钢作为研究对象,其组织为超细晶铁素体和亚稳奥氏体组成的双相组织;通过拉伸实验、预变形设计实验、组织形貌表征,以及相含量测定等方法,探究了中锰钢在多道次变形过程中不同预变形量对奥氏体转变及应变硬化等的影响,并通过有限元方法,模拟了中锰钢的成形过程,得到如下结论:(1)中锰钢各向异性或各向同性的判定:实验表明冷轧退火态中锰钢三个方向的力学性能相近,都具有良好的强塑积,最大差异仅为0.45%左右,综合塑性应变比为0.900,接近各向同性材料的指数,△r只有-0.061,可视为是各向同性的材料。(2)应变率对力学性能的影响作用:在现有的冲压速度范围内,选取了0.01/s、0.005/s和0.001/s三种应变率,实验得出拉伸试样的均匀伸长率几乎完全相同,相对误差仅为1.02%,因此,在此范围内,应变速率对中锰钢成形的影响是可以忽略的。(3)预变形对后续成形能力的影响作用方面,设计预变形量分别为0、5%、10%和15%,发现随着中锰钢预变形量的增加,其屈服强度提高,抗拉强度几乎没变,使得屈强比不断增加,并且出现屈服平台增长现象,加工硬化曲线存在较明显的波动;屈服平台的长度随着预变形量增大而增加,其会导致变形不稳定,降低成形能力,对中锰钢多道次成形具有负面影响作用。(4)微观组织演变特征中,通过XRD、OM、SEM、EBSD、TEM对经过不同预变形之后的中锰钢组织进行表征,发现随着预变形增加,奥氏体不断转化为马氏体,并且奥氏体发生转变的转变量随着预应变的增加是非线性变化的,它们之间的关系拟合公式为f_?(28)17.36exp(-13.64?)。(5)结合数值仿真方法,通过ABAQUS和DYNAFORM进行仿真分析,与实际冲压零件实测结果进行对标,验证了硬度的变化规律和仿真结果的应力分布是基本对应的,底部两个角上的应力比较集中、减薄量大,验证了所测得实验数据的准确性,证明了中锰钢具有很好的一次成形能力。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U466

【参考文献】