本文關鍵詞：超高強鋼溫熱成形數值模擬研究

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【摘要】：當今社會快速發(fā)展，對汽車需求越來越大，對汽車的輕量化、安全性要求越來越高，因此高強度鋼的應用越發(fā)廣泛，這就要求沖壓件在有較高的強度的同時具有較高的塑性變形能力。盡管馬氏體鋼強度很高，但有時同一汽車零件的不同部位強塑性不同，為了減少焊接工序，可以采用降低加熱溫度或差溫成形的方法進行熱沖壓成形，從而得到不同性能梯度的零件，這樣可以有效提高零件的吸收撞擊能量的能力并提高零件的抗斷裂性。因此，具有優(yōu)良綜合力學性能的沖壓件具有更加廣闊的發(fā)展空間和應用前景，而溫熱成形技術則能獲得兼?zhèn)淇估瓘姸雀吲c塑性良好的成形件。 本文以2mm厚的22MnB5鋼為研究對象，利用有限元仿真軟件PAM-STAMP建立U形件模型，分析了不同的加熱溫度、模具溫度和冷卻速率對溫熱沖壓成形后溫度場、應力應變場及顯微組織演變的影響，并對其進行以下數值模擬研究： 1）在相同冷卻條件下，設置板材初始加熱溫度分別為950℃、800℃及650℃，研究板材不同初始加熱溫度下對其綜合機械性能的影響，得出板材初始溫度越高，成形阻力越小，成形結束后發(fā)生的塑性應變越大，內應力越�。淮送�，隨著板材初始溫度的升高，淬火結束后馬氏體含量越高，硬度越大，塑性會越小。950℃時會產生馬氏體含量很高、硬度及強度很高的馬氏體鋼；800℃時會產生綜合機械性能良好的由馬氏體和鐵素體組成的雙相鋼；650℃時產生由鐵素體和珠光體組成的碳素鋼，且二者含量相差不大，該條件下產生的成形件除具有非常好的塑性之外還具有一定的強度。 2）板材初始加熱溫度950℃下，，分別設置模具初始溫度為25℃、300℃及450℃進行研究不同模具初始溫度對綜合機械性能的影響，得出模具初始溫度越高，淬火結束所需溫度越長，板材冷卻速率越低，且淬火結束后板材馬氏體含量越低，貝氏體含量增高，硬度也越低，塑性變大。 3）通過在冷卻管道中通入液氮，得出板材在快速冷卻下，在成形階段即發(fā)生馬氏體相變，且板材在4s時即完成淬火，并得到硬度極高抗拉強度很大的100%馬氏體組織，但快速冷卻也導致板材淬火結束后產生很大的內應力。
【關鍵詞】：高強鋼 溫熱成形 相變 數值模擬
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10-12
• 1.2 課題的研究背景及意義12-16
• 1.2.1 超高強鋼12-14
• 1.2.2 熱成形簡介14-15
• 1.2.3 溫熱成形簡介15-16
• 1.3 溫熱成形的國內外研究現狀16-18
• 1.4 研究內容及研究方法18-20
• 1.4.1 研究內容18
• 1.4.2 研究方法18-20
• 第2章 熱成形基本原理及熱-力耦合有限元分析基本理論20-30
• 2.1 傳熱學基本概念20-23
• 2.2 金屬成形塑性力學基本理論23-24
• 2.3 熱-力耦合有限元分析的基本理論24-27
• 2.4 熱-力耦合分析主要求解步驟27-30
• 第3章 U 形件的熱-力耦合有限元數值模擬30-44
• 3.1 有限元模型的建立30-42
• 3.1.1 U 形件模型及模具尺寸設計30-33
• 3.1.2 板材單元類型33
• 3.1.3 網格劃分33-34
• 3.1.4 邊界條件設置34-38
• 3.1.5 材料模型及力學性能38-41
• 3.1.6 熱沖壓數值模擬步驟41-42
• 3.2 有限元計算方法選定42-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第4章 溫-熱成形的數值模擬結果分析44-58
• 4.1 板料不同初始溫度對板材成形的影響44-49
• 4.1.1 溫度場分布44-47
• 4.1.2 等效應力應變47-49
• 4.3 模具初始溫度對板材成形的影響49-54
• 4.3.1 溫度場分布49-53
• 4.3.2 模具初始溫度對板材應力應變的影響53-54
• 4.4 快速冷卻對板材成形的影響54-57
• 4.4.1 液氮冷卻下板材溫度場分布54-55
• 4.4.2 快速冷卻對板材塑性應力應變的影響55-57
• 4.5 本章小結57-58
• 第5章 溫-熱成形對板材微觀組織變化的影響58-68
• 5.1 馬氏體相變基本理論58-59
• 5.2 板材不同初始溫度對微觀組織的影響59-62
• 5.3 模具不同初始溫度對板材微觀組織影響62-64
• 5.4 快速冷卻對馬氏體轉變的影響64-66
• 5.5 本章小結66-68
• 第6章 結論與展望68-70
• 6.1 結論68-69
• 6.2 溫-熱成形技術研究展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

【共引文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 李海昭;王瑞珍;代建清;崔巖;;孿生誘發(fā)塑性(TWIP)鋼的研究進展[J];物理測試;2010年01期

2 ;Phase Stability of Residual Austenite in 60Si2Mn Steels Treated by Quenching and Partitioning[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2011年02期

3 韓會全;劉彥春;崔席勇;王國棟;;退火和緩冷工藝對雙相鋼組織性能的影響[J];軋鋼;2009年01期

4 楊亙;夏琴香;邱遵文;葉福源;;高強鋼板在汽車上的應用及沖壓成形性能研究現狀[J];現代制造工程;2012年07期

5 劉紅生;邢忠文;雷成喜;;不具冷卻系統(tǒng)下高強鋼BR1500HS的熱沖壓成形質量(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年S2期

6 王傳勇;李沖;;沖壓成形的質量分析及質量控制方法探析[J];現代商貿工業(yè);2013年05期

7 傅壘;王寶雨;孟慶磊;周靖;林建國;;鋁合金熱沖壓成形質量影響因素[J];中南大學學報(自然科學版);2013年03期

8 段磊;沈琦;門長峰;喬小燕;于強;張洋;;高強鋼板U形件熱沖壓技術及有限元分析[J];現代制造工程;2013年03期

9 徐鋒;高彩茹;杜林秀;王曉南;張瑜;;冷卻路徑對低成本熱軋雙相鋼組織性能的影響[J];軋鋼;2013年02期

10 王文濤;王俊元;段能全;杜文華;;基于離散元的粉料振動密堆積影響因素研究[J];中國陶瓷;2013年08期

本文編號：1101775