本文選題：熱沖壓成形 + 超高強(qiáng)鋼��； 參考：《華中科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著能源與環(huán)境危機(jī)的日益嚴(yán)峻,節(jié)能減排是汽車行業(yè)未來發(fā)展的方向,實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑是在不損失汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下實現(xiàn)輕量化,超高強(qiáng)鋼板的熱成形零件滿足了汽車輕量化及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。熱成形工藝始于超高強(qiáng)鋼的奧氏體化及碳擴(kuò)散的均勻化,傳統(tǒng)熱成形采用輻射加熱(輥底式加熱爐或者多層箱式爐)來完成該過程,該方法具有坯料溫度均勻性好的優(yōu)點,但是加熱速率慢、能量利用率低、占據(jù)空間大、靈活性差,影響了熱成形的生產(chǎn)節(jié)拍,增加了投資與維護(hù)成本,同時也提高了單件零件的成本。導(dǎo)電加熱具有加熱速率快、能量利用率高、靈活性好的優(yōu)點,解決了輻射加熱的不足�？焖偌訜崮芗�(xì)化超高強(qiáng)鋼的奧氏體晶粒,縮短奧氏體化時間,提高熱成形零件的強(qiáng)塑積。本文對快速導(dǎo)電加熱超高強(qiáng)鋼的奧氏體化機(jī)理和加熱規(guī)范,超高強(qiáng)鋼Al-Si鍍層微觀形貌、組織和表面三維形貌的變化規(guī)律以及全尺寸汽車安全件的快速導(dǎo)電加熱試驗線的關(guān)鍵技術(shù)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究,具體研究工作如下：(1)根據(jù)相變動力學(xué)原理和試驗測得的熱膨脹曲線,建立了快速加熱奧氏體相變擴(kuò)展動力學(xué)模型;基于超高強(qiáng)鋼奧氏體生長的元胞自動機(jī)計算模型,考慮加熱速率對奧氏體化開始溫度與結(jié)束溫度以及奧氏體形核與長大的影響,探索了加熱速率和最高加熱溫度對超高強(qiáng)鋼奧氏體化過程的影響規(guī)律,分析在奧氏體化過程中,碳濃度和奧氏體晶粒的變化規(guī)律：并對計算結(jié)果進(jìn)行了論證,最后制定了快速加熱的加熱規(guī)范。(2)根據(jù)Fe-Al-Si反應(yīng)擴(kuò)散動力學(xué)的原理,研究了快速加熱的加熱速率、加熱溫度和保溫時間對Al-Si鍍層微觀形貌、組織和表面三維形貌的影響規(guī)律,針對導(dǎo)電加熱加熱速率可調(diào)控的特性,提出了適合于鍍層板加熱的分步加熱工藝,為實現(xiàn)導(dǎo)電加熱技術(shù)在鍍層板中的推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。(3)基于機(jī)械、電氣和控制工程學(xué)以及傳熱學(xué)的原理,設(shè)計和開發(fā)了導(dǎo)電加熱試驗裝置,實現(xiàn)了坯料在模上加熱和成形淬火過程的閉環(huán)伺服控制；結(jié)合試驗裝置與熱成形試驗線,在解決溫度控制、熱膨脹及溫度均勻性等關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,開發(fā)了仝尺寸汽車安全件導(dǎo)電加熱試驗線,實現(xiàn)了坯料快速加熱、輸送和沖壓成形的聯(lián)動控制。(4)根據(jù)電熱學(xué)理論,在導(dǎo)電加熱試驗裝置上探索了不同保溫策略對等截面矩形件電加熱特性和溫度均勻性的影響規(guī)律;研究了坯料形狀、孔、縫、槽對電加熱特性及最終溫度分布的影響規(guī)律。針對導(dǎo)電加熱加熱區(qū)域可以選擇的特性,探究了通過局部導(dǎo)電加熱的方法在坯料上實現(xiàn)非加熱區(qū)、加熱區(qū)與非加熱區(qū)的組合,最終實現(xiàn)了熱成形試件力學(xué)性能的變強(qiáng)度分布。結(jié)果表明,快速導(dǎo)電加熱獲得的熱成形制件高強(qiáng)區(qū)的強(qiáng)塑積高于輻射加熱。(5)在導(dǎo)電加熱及熱成形試驗線上分別開展了汽車前保險杠坯料的加熱及成形試驗研究。結(jié)果表明,不均等輻射傳熱技術(shù)實現(xiàn)坯料整體溫度的均勻化,獲得的前保險杠零件成形精度在+0.59-0.84mm,均溫區(qū)的維氏硬度達(dá)到了480HV以上,均溫區(qū)的抗拉強(qiáng)度、伸長率和強(qiáng)塑積分別超過了1490MPa、6.8%和11.1GPa·%。
[Abstract]:The effects of heating rate and maximum heating temperature on austenite grain size , microstructure and surface three - dimensional morphology of ultra - high strength steel have been studied . The effect of heating rate and maximum heating temperature on austenite grain size , microstructure and surface three - dimensional morphology of ultra - high strength steel is discussed .
Based on the key technologies such as temperature control , thermal expansion , temperature uniformity and so on , the influence law of heat and temperature uniformity of the blank is studied .

【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U466;TG142.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王啟民;左永偉;徐五七;徐光澤;姚月亭;;加熱速率對硫精砂反應(yīng)性的影響[J];沈陽工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年03期

2 謝子明;楊鵬;張博;李星恕;;食品通電加熱速率控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗[J];現(xiàn)代食品科技;2014年05期

3 于敦喜;徐明厚;劉小偉;王泉斌;高翔鵬;;粒徑及加熱速率對煙煤膨脹特性的影響[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2006年01期

4 孫紅云;李俊;孟慶格;徐德超;胡文彬;;加熱速率對雙相鋼微觀組織和烘烤硬化性能的影響[J];鍛壓技術(shù);2014年04期

5 劉金權(quán);影響熔點測定結(jié)果的因素[J];衛(wèi)生職業(yè)教育;2005年12期

6 李秀芝;王冉冉;宋占華;張業(yè)民;李法德;;豬肋排骨通電加熱過程加熱速率及電導(dǎo)率[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2010年06期

7 任玲;夏德宏;畢寒冰;;新型豎置鎂還原罐的設(shè)計[J];有色金屬(冶煉部分);2012年02期

8 鄧嶠;侯自勇;燕際軍;李建平;;加熱速率對Nb-IF鋼退火組織及織構(gòu)特征的影響[J];材料與冶金學(xué)報;2012年01期

9 吳小航;李俊;郭文淵;張凱;忤亞婷;;淬火加熱速率對980MPa冷軋雙相鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響[J];機(jī)械工程材料;2011年05期

10 武會賓;唐荻;蔡慶伍;焦多田;;重加熱速率對X80級管線鋼中M/A島的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2012年06期

相關(guān)會議論文 前1條

1 胡榮祖;趙鳳起;高紅旭;;非線性等轉(zhuǎn)化率的微、積分法及其在含能材料物理化學(xué)研究中的應(yīng)用——X.雙曲線加熱速率法[A];中國化學(xué)會成立80周年第十六屆全國化學(xué)熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 梁衛(wèi)抗;超高強(qiáng)鋼板導(dǎo)電加熱工藝及裝備的研究[D];華中科技大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張豆豆;非晶硫的相變動力學(xué)行為初步探索[D];西南交通大學(xué);2013年

，

本文編號：1796615