本文關(guān)鍵詞：超高強(qiáng)度BR1500HS鋼高溫變形行為研究及熱沖壓過程數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： BR1500HS硼鋼 奧氏體化 熱沖壓 流變行為 非等溫變形 有限元仿真

【摘要】：超高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形工藝能夠?qū)崿F(xiàn)“白車身”輕量化的同時(shí)提高其防撞安全性,能很好地解決目前汽車制造業(yè)“節(jié)能”和“安全”兩大問題。本文以寶鋼產(chǎn)熱沖壓用1.8mm厚的BR1500HS鋼板為研究對象,在鋼板的奧氏體化工藝、Gleeble熱模擬試驗(yàn)和熱沖壓過程數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上,研究了其熱沖壓成形工藝對成形件力學(xué)性能的影響,獲得了優(yōu)化的工藝參數(shù)。論文的主要結(jié)果如下:(1)研究了奧氏體化工藝對BR1500HS鋼的淬火組織、奧氏體晶粒尺寸和力學(xué)性能的影響。獲得的最佳奧氏體化工藝為920℃加熱+5min保溫,淬火后的BR1500HS鋼的顯微組織為均勻的板條馬氏體,其抗拉強(qiáng)度高達(dá)1789MPa,延伸率達(dá)到7.5%,強(qiáng)塑積1.34×104 MPa·%。(2)采用Gleeble3500熱/力模擬試驗(yàn)機(jī)獲得了BR1500HS鋼起始變形溫度分別為900℃、850℃、800℃和750℃,終了變形溫度700℃的高溫非等溫變形流變應(yīng)力曲線,基于變形組織的觀察,研究了其非等溫變形行為。結(jié)果表明,非等溫變形時(shí)的峰值應(yīng)力明顯高于文獻(xiàn)報(bào)道的等溫變形時(shí)的峰值應(yīng)力;變形溫度升高,鋼在高溫變形時(shí)的加工硬化率明顯下降。在較高的起始溫度(900℃)和應(yīng)變速率下(15s-1)變形時(shí),形變誘導(dǎo)的鐵素體轉(zhuǎn)變并不明顯,但隨著變形溫度和應(yīng)變速率的降低,形變誘導(dǎo)的鐵素體轉(zhuǎn)變明顯增強(qiáng)。(3)基于高溫變形的流變應(yīng)力曲線,利用PAMSTAMP 2G軟件對BR1500HS鋼“V”型件的熱沖壓成形過程進(jìn)行了熱力耦合的仿真模擬。通過分析板料變形過程中的溫度場和組織分布特性,研究了板料起始沖壓溫度和保壓淬火時(shí)間對熱沖壓成形的影響。仿真結(jié)果表明,當(dāng)BR1500HS的起始沖壓溫度高于750℃、保壓時(shí)間15s時(shí),零件的顯微組織中馬氏體含量高達(dá)90%以上,成形性能良好;當(dāng)起始沖壓溫度為800℃、保壓時(shí)間10s時(shí),零件底部的馬氏體含量僅為1.3%,當(dāng)保壓時(shí)間延長到15s時(shí),零件各部位馬氏體組織含量在98%以上。(4)根據(jù)奧氏體化工藝、熱模擬試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果,進(jìn)行了BR1500HS鋼“V”型件的熱沖壓成形試驗(yàn)研究。在本研究條件下,得到的合理的熱沖壓工藝參數(shù)為:920℃奧氏體化+5min保溫,板料轉(zhuǎn)移時(shí)間10s,起始沖壓溫度800℃,沖壓速度100mm/s,保壓噸位50t,保壓時(shí)間15s,冷卻水流速5mm/s。采用此工藝參數(shù)成形的零件尺寸精度高,基本無回彈,但側(cè)邊明顯減薄,減薄率與模擬仿真得到的數(shù)據(jù)(25.0%)較為吻合,為21.1%;成形零件的組織主要為板條馬氏體,熱沖壓件三個(gè)特征部位材料的抗拉強(qiáng)度均高于1500MPa,完全滿足BR1500HS鋼熱沖壓成形件的使用要求,也驗(yàn)證了仿真模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：BR1500HS硼鋼 奧氏體化 熱沖壓 流變行為 非等溫變形 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306;TG142.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 熱沖壓成形工藝14-16
• 1.3 熱沖壓成形用鋼16-17
• 1.4 熱沖壓成形技術(shù)研究現(xiàn)狀17-23
• 1.4.1 熱成形用鋼加熱溫度和保溫時(shí)間17-18
• 1.4.2 熱成形用鋼高溫變形性能18-20
• 1.4.3 熱成形用鋼成形極限20
• 1.4.4 冷卻速率對硼鋼熱成形過程影響20-21
• 1.4.5 熱成形過程界面換熱系數(shù)21
• 1.4.6 熱成形過程數(shù)值21-22
• 1.4.7 研究現(xiàn)狀總結(jié)22-23
• 1.5 論文的研究背景23
• 1.6 論文的研究目的和內(nèi)容23-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法25-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法26-31
• 2.2.1 總體技術(shù)路線26
• 2.2.2 BR1500HS鋼淬火熱處理工藝26
• 2.2.3 BR1500HS鋼高溫非等溫拉伸試驗(yàn)工藝26-27
• 2.2.4 熱沖壓成形數(shù)值模擬方法27-28
• 2.2.5 熱沖壓成形試驗(yàn)28-29
• 2.2.6 顯微組織觀察29-30
• 2.2.7 力學(xué)性能測試30-31
• 第三章 BR1500HS鋼奧氏體化工藝的研究31-41
• 3.1 BR1500HS鋼淬火工藝31-32
• 3.2 BR1500HS鋼淬火后的微觀組織32-34
• 3.3 BR1500HS鋼的奧氏體晶粒尺寸34-37
• 3.4 BR1500HS鋼的力學(xué)性能37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 BR1500HS鋼高溫非等溫變形行為研究41-52
• 4.1 試驗(yàn)方案41-42
• 4.2 不同起始變形溫度下BR1500HS鋼的高溫流變行為42-46
• 4.3 不同應(yīng)變速率下BR1500HS的高溫流變行為46-49
• 4.4 起始變形溫度和應(yīng)變速率對加工硬化率的影響49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 “V”型件的熱沖壓成形仿真模擬52-65
• 5.1 有限元仿真模型的建立52-55
• 5.1.1 熱沖壓模型及網(wǎng)格劃分53-54
• 5.1.2 材料模型54-55
• 5.2 邊界條件的設(shè)置55-57
• 5.2.1 熱邊界條件56
• 5.2.2 熱接觸條件56-57
• 5.3 仿真結(jié)果分析57-64
• 5.3.1 起始沖壓溫度對熱沖壓成形的影響58-61
• 5.3.2 保壓時(shí)間對熱沖壓成形的影響61-63
• 5.3.3 熱沖壓成形過程中模具溫度場的變化63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 BR1500HS鋼的熱沖壓成形試驗(yàn)研究65-74
• 6.1 試驗(yàn)設(shè)備及主要試驗(yàn)參數(shù)65-66
• 6.1.1 試驗(yàn)零件及特征點(diǎn)的選取65
• 6.1.2 熱沖壓試驗(yàn)加熱裝置及模具65-66
• 6.1.3 熱沖壓試驗(yàn)主要工藝參數(shù)66
• 6.2 零件減薄率的分析66-68
• 6.3 熱沖壓與冷沖壓成形性能分析68-69
• 6.4 熱沖壓件組織與性能分析69-72
• 6.4.1 熱沖壓件特征部位的力學(xué)性能69-71
• 6.4.2 熱沖壓件特征部位的微觀組織71-72
• 6.5 本章小結(jié)72-74
• 第七章 結(jié)論與展望74-76
• 7.1 結(jié)論74-75
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)75
• 7.3 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文81-82
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間所作的項(xiàng)目82-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周杰;李世云;李崇;尚欣;李慧;;曲面法優(yōu)化超高強(qiáng)度鋼的淬火工藝參數(shù)[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

，

本文編號：613876