近年來DP鋼憑借優(yōu)異的綜合性能廣泛用于汽車結(jié)構(gòu)件的制造,成為目前應用最多的先進高強鋼。然而,由于采用的成分和工藝不同,來自不同生產(chǎn)線的DP鋼的組織與力學性能往往存在顯著差異,這給DP鋼的應用特別是板料成形帶來了不可忽視的影響。本論文以來自不同生產(chǎn)線的DP780鋼為研究對象,應用生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研、理論研究、試驗測試和有限元仿真等手段,開展了三方面的研究,主要研究工作如下:(1)通過單向拉伸試驗發(fā)現(xiàn)不同生產(chǎn)線的DP780鋼主要力學性能存在顯著差異,不同批次以及不同方向間的力學性能差異較小;通過成分測試和金相組織觀測發(fā)現(xiàn)不同DP780鋼的成分和組織存在顯著差異,力學性能的差異是由成分和組織的差異導致的;建立DP780鋼微觀組織的有限元模型,仿真分析了具有不同成分和組織的DP780鋼在應力應變關系和延伸率方面的差異;根據(jù)DP780鋼破裂的微觀機理,提出以失效單元比例為指標,采用馬氏體臨界應力準則預測DP780鋼延伸率的新方法;定量獲得了碳含量、馬氏體體積分數(shù)和鐵素體晶粒平均直徑對DP780鋼力學性能的影響規(guī)律。(2)基于DP780鋼實際工業(yè)生產(chǎn)過程,設計了連續(xù)退火模擬實驗;定量獲得了連續(xù)退火工藝參數(shù)對DP780鋼組織和力學性能的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)兩相區(qū)溫度對DP780鋼組織和性能的影響是連續(xù)的,而對于緩冷溫度、過時效溫度和帶鋼運行速度的影響需要考慮敏感區(qū)和非敏感區(qū)的不同;定量比較了各因素的影響程度,發(fā)現(xiàn)過時效溫度對抗拉強度影響最大,緩冷溫度的影響次之,兩相區(qū)溫度的影響最小,這三個因素對延伸率的影響相差不大。(3)對力學性能有顯著差異的DP780鋼分別進行圓杯拉深試驗和凸模脹形試驗,發(fā)現(xiàn)不同DP780鋼破裂時的極限拉深深度和極限拱頂高度都明顯不同;建立圓杯拉深試驗和凸模脹形試驗的有限元模型,定量獲得力學性能對DP780鋼拉深和脹形成形中應力應變演化特性的影響規(guī)律;將試驗和有限元仿真相結(jié)合,利用Cockcroft-Latham韌性斷裂準則預測并定量獲得了強度系數(shù)K、應變強化指數(shù)n、Lankford系數(shù)r和厚度t對DP780鋼拉深和脹形成形極限的影響規(guī)律。
【學位單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG142.1
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 課題綜述
    2.1 DP鋼的性能與應用
    2.2 DP鋼的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 材料特性差異及其影響
        2.2.2 生產(chǎn)工藝與組織性能
        2.2.3 力學性能與板料成形
    2.3 研究背景及內(nèi)容
        2.3.1 研究背景
        2.3.2 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
3 DP鋼力學性能的差異及微觀組織的分析
    3.1 DP780鋼力學性能的測試與差異分析
    3.2 DP780鋼力學性能代表性指標的獲取與分析
        3.2.1 代表性指標的獲取
        3.2.2 代表性指標與斷裂延伸率的關系
    3.3 DP780鋼成分和組織的測試與差異分析
        3.3.1 成分的測試與差異分析
        3.3.2 微觀組織的測試與差異分析
    3.4 DP780鋼微觀組織的有限元模型
        3.4.1 代表性體積單元的獲取
        3.4.2 組成相應力應變關系的建立
        3.4.3 邊界條件的處理
    3.5 不同成分和組織的DP780鋼力學性能差異的仿真分析
        3.5.1 應力應變關系的差異
        3.5.2 延伸率的差異
    3.6 成分和組織對力學性能的影響
        3.6.1 碳含量的影響
        3.6.2 馬氏體體積分數(shù)的影響
        3.6.3 鐵素體晶粒平均直徑的影響
        3.6.4 影響因素的綜合討論
    3.7 本章小結(jié)
4 連續(xù)退火工藝對DP鋼組織和力學性能的影響
    4.1 DP780鋼連續(xù)退火模擬實驗
    4.2 實驗與工業(yè)試樣的性能比較
    4.3 退火工藝參數(shù)對DP780鋼組織和力學性能的影響
        4.3.1 兩相區(qū)溫度的影響
        4.3.2 緩冷溫度的影響
        4.3.3 過時效溫度的影響
        4.3.4 帶鋼運行速度的影響
        4.3.5 影響因素的綜合討論
    4.4 本章小結(jié)
5 DP鋼力學性能差異對成形性能的影響
    5.1 DP780鋼成形性能差異
        5.1.1 拉深性能差異
        5.1.2 脹形性能差異
    5.2 成形過程的應力應變演化特性
        5.2.1 圓杯拉深和凸模脹形有限元模型
        5.2.2 不同力學性能的DP780鋼應力應變演化差異的仿真分析
    5.3 力學性能對應力應變演化的影響
        5.3.1 強度系數(shù)K的影響
        5.3.2 應變強化指數(shù)n的影響
        5.3.3 Lankford系數(shù)r的影響
        5.3.4 厚度t的影響
    5.4 力學性能對成形極限的影響
        5.4.1 對拉深成形極限的影響
        5.4.2 對脹形成形極限的影響
        5.4.3 影響因素的綜合討論
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集

【參考文獻】

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本文編號：2873801