【摘要】：在鐵素體-馬氏體雙相鋼的成形過程中,因材料邊裂而導(dǎo)致的沖廢和返修是其使用的一個主要問題。本文以雙相鋼DP780沖壓某汽車零件出現(xiàn)開裂為例,比較了常規(guī)拉伸和切邊拉伸(試樣落料后不打磨邊部)的力學(xué)性能,觀察了斷口的組織和形貌。試驗結(jié)果表明切邊質(zhì)量較差的試樣其伸長率要比切邊質(zhì)量好的試樣低10%左右,Mn的偏析使得馬氏體組織和Mn S夾雜沿軋向呈帶狀分布造成了橫向切邊試樣的伸長率要比縱向切邊試樣低3%左右。裂紋在雙相鋼中的擴(kuò)展沿著馬氏體-鐵素體晶界或穿過馬氏體,細(xì)小的呈簇狀分布的馬氏體顆粒增加了雙相鋼的裂紋敏感性,降低了材料的抗斷裂性能。
【圖文】：

2材料的成形性能及試驗材料的核心成形性能指標(biāo)是其成形極限曲線［1］，采用成形試驗機(jī)BUP400對DP780的成形極限曲線進(jìn)行了測試，，測試結(jié)果如圖1所示。DP780平面應(yīng)變路徑下的極限應(yīng)變水平為0.181，相同應(yīng)變路徑下低合金的極限應(yīng)變水平一般在0.2以上(1.0mm厚度規(guī)格)，IF鋼則一般在0.3以上(0.8mm厚度規(guī)格)，DP780的FLC應(yīng)變水平要比其他幾種常用材料的低。從其FLC曲線整體形態(tài)看，等雙向拉伸則要比單向拉伸的應(yīng)變水平高，兩者都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于平面應(yīng)變水平下的極限應(yīng)變。圖1DP780的成形極限曲線Fig.1ForminglimitedcurveofDP7802.1擴(kuò)孔試驗擴(kuò)孔性能試驗是評價材料翻邊性能好壞的一個關(guān)鍵指標(biāo)。擴(kuò)孔試驗用試樣中心孔的加工方式會極大地影響材料的擴(kuò)孔率，本文對兩種孔加工方式進(jìn)行了比較，其中一種為機(jī)加工鉆孔，另一種為沖制圓孔，孔的直徑為Φ10mm。試驗結(jié)果表明兩種不同中心圓孔加工方式測量得到的擴(kuò)孔率差別很大，中心孔采用沖制加工的試樣的擴(kuò)孔率只有56%(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方式)，而中心孔采用鉆孔加工的試樣的擴(kuò)孔率達(dá)到了97%。沖制圓孔的邊部存在大量細(xì)微的毛刺，孔邊加工面存在凸凹不平的現(xiàn)象，孔邊材料內(nèi)部存在因加工導(dǎo)致的空洞缺陷，在擴(kuò)孔過程中極易誘發(fā)裂紋導(dǎo)致材料在擴(kuò)孔過程中產(chǎn)生開裂［2－3］。而機(jī)加工鉆出的圓孔邊部材料經(jīng)過擠壓變形，形成壓應(yīng)力狀態(tài)［4］，同時沒有沖孔加工在孔邊材料內(nèi)部產(chǎn)生的空洞，不易形成裂紋源，所以其機(jī)加工圓孔試樣的擴(kuò)孔率要遠(yuǎn)高于沖制圓孔的試樣。2.2切邊拉伸試驗由于雙相鋼材料在使用過程中其零件毛坯邊部基本采用剪切落料生產(chǎn)，落料后的邊部質(zhì)量與沖孔后的基本一致，因此擴(kuò)孔性能的好壞直接和材料的邊部開裂失效相關(guān)。但另一方面擴(kuò)孔開裂與零件邊部開裂是不完全相同的，擴(kuò)?

于解決雙相鋼的邊裂問題有重要的作用。圖2不同邊部質(zhì)量的拉伸試樣(試樣采用沖裁獲得)Fig.2Tensilespecimenswithdifferentedgequality(Specimenisblankeddirectly)(a)質(zhì)量很差(b)質(zhì)量較好a)Cuttededgewithbadquality(b)Cuttededgewithgoodquality2.3零件內(nèi)翻邊成形與邊部質(zhì)量采用DP780沖壓某汽車大梁封板，由于DP780的強度較高，加上生產(chǎn)量的急劇增加，零件毛坯落料模的磨損嚴(yán)重，加工后的毛坯邊部質(zhì)量急劇惡化，導(dǎo)致沖壓過程中超過50%的毛坯在零件翻邊成形中邊部出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，如圖3所示。針對這種情況，對零件開裂位置對應(yīng)的毛坯邊部進(jìn)行了打磨處理，沖壓后對比開裂效果，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過打磨去掉邊部毛刺和凸凹不平后，零件已無開裂現(xiàn)象出現(xiàn)。裂紋敏感性較高的雙相鋼材料在沖壓過程中，零件毛坯邊部的落料質(zhì)量會直接影響到零件內(nèi)翻邊成形是否會發(fā)生開裂，通過前面的切邊試樣的拉伸試驗可知，落料邊部質(zhì)量很差時，DP780能夠承受的應(yīng)變不超過6%(橫向試樣)，接近大梁封板零件翻邊成形時開裂位置所能夠達(dá)到的應(yīng)變6%～7%，這是導(dǎo)致零件開裂的主要原因。因此，要解決這個零件的翻邊開裂問題，一是改善落料邊部質(zhì)量，另一個就是降低材料的裂紋敏感性，研究表明，鐵素體－馬氏體雙相鋼的裂紋敏感性較強，而鐵素體－貝氏體雙相鋼的擴(kuò)孔翻邊性能則要好很多［5］。圖3零件的內(nèi)翻邊開裂Fig.3Vehiclepartwithcrackofinnerflanging3金相組織及斷口分析3.1斷口形貌分析針對DP780縱、橫向切邊拉伸試樣的斷口形貌進(jìn)行了掃描分析，如圖4和圖5所示。由電鏡掃描照片看，縱、橫向拉伸斷口的形貌以韌窩為主，但橫向斷口存在明顯的帶狀紋理，通過對帶狀紋理的成分進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)帶狀紋理的主要成份為Fe和Mn，并含有S及其他一些微量元素，按?

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2 ;書訊[J];塑料工業(yè);1982年04期

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8 孫國芳,孫祖予,金志堅;高強度模具鋼動態(tài)斷裂性能的研究[J];機(jī)械工程材料;1990年01期

9 ;材料動態(tài)斷裂性能研究及其在典型機(jī)械零件上的應(yīng)用[J];機(jī)械工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與科技管理;1998年02期

10 ;其它[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;1994年06期

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5 陳薦;;低溫處理對Al_2O_3·SiO_(2f)/Al-10Si復(fù)合材料斷裂性能的影響[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

6 蘇彬;許超;Gouri S. Bhuyan;;不同裂紋對全尺寸鋁合金壓力容器斷裂性能的影響[A];疲勞與斷裂2000——第十屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

7 許巍;于慧臣;陶春虎;;航空輕質(zhì)合金黏結(jié)界面斷裂的尺度依賴性[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 張書明;周福強;閻楚良;趙化平;;飛機(jī)典型材料疲勞/斷裂可靠性數(shù)據(jù)庫研發(fā)[A];北京力學(xué)會第11屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2005年

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