【摘要】：近些年來,汽車行業(yè)的不斷發(fā)展,人們對汽車的安全性和環(huán)保性要求不斷提高,汽車車身輕量化成為行業(yè)研究的一大熱點。熱成形超高強鋼以其高強度的特點,在汽車結(jié)構(gòu)件中得到廣泛應(yīng)用,但是低塑性限制了其進一步的發(fā)展和應(yīng)用。因此,為了提升超高強鋼的綜合性能,需要從微觀組織進行改善。本文以22MnB5鋼為研究對象,通過在室溫和深冷條件下對坯料進行不同變形量和速比的預形變處理,結(jié)合一次加熱和復合加熱方式,探究加熱過程中奧氏體相變行為和組織演變規(guī)律行為,分析典型微觀組織和織構(gòu)取向演變規(guī)律。實驗結(jié)果表明:(1)室溫軋制時,異步軋制相比同步軋制,變形程度增大,組織得到細化,變形量為70%時,平均晶粒尺寸約為3μm。軋制過程中,組織中產(chǎn)生大量位錯,表層組織位錯密度高于心部組織,小角度晶界所占比例達到50%以上,說明板材內(nèi)部位錯等缺陷增多,而且織構(gòu)組分在{110}110和{111}110附近集中,最大織構(gòu)強度為7.238。(2)深冷軋制時,組織變形程度要比室溫軋制時更加劇烈,深冷軋制可以抑制位錯回復,位錯增殖速度快,容易相互纏結(jié)形成位錯塞積,出現(xiàn)層片狀顯微帶亞結(jié)構(gòu)。深冷軋制后,小角度晶界比例也會升高,除了{110}110和{111}110織構(gòu)組分,還存在很強的{112}110織構(gòu),最大織構(gòu)強度為12.044。(3)軋制預形變處理后,對板材分別采用一次加熱和復合加熱工藝進行熱處理實驗,結(jié)果表明:同一軋制參數(shù)下,異步軋制比同步軋制更能促進奧氏體相變;深冷軋制比室溫軋制更有利于奧氏體相變;復合加熱比一次加熱更能加快奧氏體形成,并細化晶粒。采用鹽浴淬火熱處理對以上兩種工藝進行驗證,在750℃時,鐵素體發(fā)生再結(jié)晶,隨著變形量和速比的增大,基本可以得到等軸晶粒,在{111}110和{110}110織構(gòu)組分附近較強。當溫度為800℃和850℃時,組織中逐漸出現(xiàn)馬氏體并最終實現(xiàn)奧氏體化,得到完全馬氏體組織。因此,異步軋制相比于同步軋制更能夠累積形變能以及缺陷密度,有助于奧氏體相變形核密度的最大化,通過組織遺傳效應(yīng)可對后續(xù)鐵素體再結(jié)晶類型、奧氏體相變行為及淬火馬氏體產(chǎn)生有益的影響,為后續(xù)熱沖壓工藝奠定理論基礎(chǔ),有助于最終成形件綜合性能的提升。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1
【圖文】：

現(xiàn)汽車輕量化等方面不斷進步發(fā)展。輕量化，即保證汽車的各項性能都達標的前提下，減少汽車的重汽車的成本造價。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明[1-3]，汽車的輕量化主要輕量化，因為車身在汽車中所占的比重較高，汽車大量油耗幾乎所以必須降低車身重量來實現(xiàn)汽車輕量化的目的�，F(xiàn)在許研究人和車身結(jié)構(gòu)件進行探究，保證性能的同時降低車身重量。同時，驗證，輕量化還將帶來車輛操控穩(wěn)定性和沖撞安全性的提升。因已成為全球汽車發(fā)展產(chǎn)業(yè)中的一項關(guān)鍵性研究課題[4]，發(fā)展前景車身輕量化的發(fā)展，就目前而言主要有兩大方向：一是優(yōu)化汽車即利用模擬和仿真設(shè)計方法進行結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等方面身整體框架、發(fā)動機和結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量；一是選取合適的材料，即密度的材料應(yīng)用于車身，如超高強度鋼板。目前看來，車用高強板以其輕質(zhì)、高強度的特點在汽車行業(yè)中的應(yīng)用，越來越受到各并已成為滿足汽車減重和提高碰撞性能和安全性能的重要途徑之在汽車車身上的應(yīng)用如下圖 1-1 所示。

圖 1-2 熱沖壓成形工藝流程示意圖在溫度較高時，材料的成形性能好，能很快得到復雜的沖壓件；且高溫下成能消除回彈影響，零件精度高，成形質(zhì)量好，因而有效克服了冷沖壓成形高強板的固有缺陷而獲得廣泛應(yīng)用。由于熱沖壓工藝具有各種優(yōu)點，所以在汽車生中得到廣泛應(yīng)用，如下圖 1-3 所示。因此，就連曾經(jīng)以輕量化著稱的 AudiA8 等華型全鋁汽車，在 2017 年也放棄了之前的發(fā)展策略，在車身等零部件上也極大度的采用超高強熱成形鋼。據(jù)統(tǒng)計新款 Audi A8 整車的鋼材用量將達到 40%以，其中有 17%的車身構(gòu)件將由熱成形超高強鋼來替代[9,10]。

因而得到超高強度的鋼板。沖壓成形的工藝過程如下圖 1-圖 1-2 熱沖壓成形工藝流程示意圖較高時，材料的成形性能好，能很快得到復雜的沖壓件；且彈影響，零件精度高，成形質(zhì)量好，因而有效克服了冷沖壓缺陷而獲得廣泛應(yīng)用。由于熱沖壓工藝具有各種優(yōu)點，所以泛應(yīng)用，如下圖 1-3 所示。因此，就連曾經(jīng)以輕量化著稱的 A汽車，在 2017 年也放棄了之前的發(fā)展策略，在車身等零部件超高強熱成形鋼。據(jù)統(tǒng)計新款 Audi A8 整車的鋼材用量將達 17%的車身構(gòu)件將由熱成形超高強鋼來替代[9,10]。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李鵬燕;熊毅;陳路飛;任鳳章;王曉國;;深冷軋制對AISI 310S不銹鋼組織和性能的影響[J];材料熱處理學報;2015年03期

2 鐘茂蓮;;高強度汽車鋼板沖壓成形的主要問題及模具對策[J];精密成形工程;2014年03期

3 王忠堂;宋廣勝;張士宏;孫瑞;;異步軋制AZ31鎂合金板材的孿晶組織及織構(gòu)[J];材料熱處理學報;2013年10期

4 李冰峰;;異步軋制技術(shù)及其在鋁合金中的應(yīng)用[J];有色金屬加工;2013年05期

5 K.A. Ofei;L. Zhao;J. Sietsma;;Microstructural Development and Deformation Mechanisms during Cold Rolling of a Medium Stacking Fault Energy TWIP Steel[J];Journal of Materials Science & Technology;2013年02期

6 姜超;單忠德;莊百亮;戎文娟;張密蘭;;熱沖壓成形22MnB5鋼板的組織和性能[J];材料熱處理學報;2012年03期

7 馬寧;胡平;閆康康;郭威;孟祥兵;翟述基;;高強度硼鋼熱成形技術(shù)研究及其應(yīng)用[J];機械工程學報;2010年14期

8 楊平;李志超;毛衛(wèi)民;趙子蘇;;鋼中{111}〈112〉再結(jié)晶織構(gòu)的形成[J];材料熱處理學報;2009年03期

9 張文玉;劉先蘭;陳振華;夏偉軍;;異步軋制對AZ31鎂合金板材組織和性能的影響[J];武漢理工大學學報;2007年11期

10 杜林秀;姚圣杰;熊明鮮;王國棟;;低碳結(jié)構(gòu)鋼的奧氏體晶粒超細化[J];東北大學學報(自然科學版);2007年11期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 侯自勇;快速熱處理下超低碳鋼的相變及再結(jié)晶組織織構(gòu)[D];東北大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 王俊北;冷軋變形對316LN奧氏體不銹鋼組織和性能的影響[D];河南科技大學;2017年

本文編號：2776405