本文關(guān)鍵詞：BR1500HS高強鋼激光焊管熱成形性能研究

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【摘要】：高強鋼熱成形技術(shù)主要應(yīng)用于汽車輕量化工程,高強鋼熱成形零件一方面可降低車身重量,另一方面可提高汽車安全系數(shù)。與高強鋼板材熱沖壓相比,高強鋼管材熱成形不僅材料上可實現(xiàn)輕量化,而且在結(jié)構(gòu)上可進一步減重,但對它的研究與應(yīng)用還不夠廣泛與深入。本文以BR1500HS激光焊管為研究對象,通過實驗與理論分析,主要對其氧化行為、組織力學(xué)性能演變及熱成形性能等進行了研究。利用感應(yīng)加熱實驗裝置,對BR1500HS激光焊管進行了加熱實驗,研究了其升溫及保溫過程中加熱溫度、加熱速率、保溫時間、加熱氣氛等對氧化行為的影響。發(fā)現(xiàn):600℃以下為緩慢氧化溫度區(qū)間,600℃以上為快速氧化溫度區(qū)間;在氮氣中加熱可明顯減小氧化程度,獲得表面質(zhì)量良好的坯料;快速加熱、短時保溫可使母材獲得細(xì)小的奧氏體初始晶粒,并避免其過度長大,此時成形坯料有更好的塑性,成形淬火后的零件有更高的強度。利用感應(yīng)加熱氣壓脹形裝置,對BR1500HS激光焊管進行了自由脹形實驗,研究了加熱速率、保溫時間、脹形溫度等對自由脹形性能的影響,發(fā)現(xiàn)快速加熱至奧氏體化溫度,保溫0-1min并在850-950℃內(nèi)脹形可獲得較大的極限脹形率。結(jié)合數(shù)值模擬分析了焊縫對脹形時變形協(xié)調(diào)性的影響,發(fā)現(xiàn)焊縫幾何缺陷及焊縫區(qū)域匹配系數(shù)對熱態(tài)時脹形的變形協(xié)調(diào)性有重要影響:匹配系數(shù)相對較高的管材脹形時,焊縫附近及對側(cè)母材成為破裂危險區(qū),焊管可獲得較大的極限脹形率;匹配系數(shù)相對較低時,焊縫成為破裂危險區(qū),焊管的極限脹形率較小;快速加熱與短時保溫可獲得相對較大的焊縫區(qū)域匹配系數(shù),從而獲得較大的脹形極限。利用感應(yīng)加熱氣壓成形實驗裝置,對BR1500HS激光焊管進行了異形截面件成形實驗,研究了其成形性能隨成形溫度、焊縫位置、成形速度、成形內(nèi)壓的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn):其熱成形性能相對冷成形時有較大提升,但650℃以下成形時熱效應(yīng)對回彈影響嚴(yán)重,合理的熱成形溫度區(qū)間為850-950℃;焊縫位置對其熱成形性能影響不大,但對其常溫預(yù)成形影響較大,焊縫處發(fā)生大變形時易開裂;成形速度對其熱成形性能影響較大,成形速度過慢導(dǎo)致變形不協(xié)調(diào),易造成開裂;合理的成形內(nèi)壓可促進材料貼模并提高淬火強化效果,從而保證成形零件的尺寸精度、組織及力學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：高強鋼管材 焊縫 氧化行為 組織轉(zhuǎn)變 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U466;TG457.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高強鋼材料發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀11-14
• 1.3 高強鋼板材熱成形技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 高強鋼板材熱沖壓成形技術(shù)原理14-15
• 1.3.2 高強鋼板材熱沖壓技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 高強鋼管材熱成形技術(shù)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4.1 高強鋼管材熱成形技術(shù)原理16-17
• 1.4.2 高強鋼管材熱成形研究現(xiàn)狀17-20
• 1.5 課題研究背景及意義20
• 1.6 課題主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 BR1500HS激光焊管高溫氧化行為22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 研究方案22-25
• 2.2.1 實驗裝置22-23
• 2.2.2 實驗方案23-25
• 2.3 空氣中氧化行為25-30
• 2.3.1 升溫過程中氧化規(guī)律25-28
• 2.3.2 保溫過程中氧化規(guī)律28-30
• 2.4 保護氣體中氧化行為30-35
• 2.4.1 升溫過程中氧化規(guī)律30-32
• 2.4.2 保溫過程中氧化規(guī)律32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 BR1500HS激光焊管加熱過程力學(xué)性能及組織演變36-51
• 3.1 引言36
• 3.2 研究方案36-37
• 3.2.1 實驗裝置36
• 3.2.2 實驗方案36-37
• 3.3 原始管材組織及力學(xué)性能測試與分析37-39
• 3.4 加熱及連續(xù)冷卻過程中相變分析39-40
• 3.5 加熱參數(shù)對母材及焊縫力學(xué)性能的影響40-45
• 3.5.1 加熱速率對力學(xué)性能的影響40-43
• 3.5.2 保溫時間對力學(xué)性能的影響43-45
• 3.6 加熱參數(shù)對母材及焊縫組織演變的影響45-50
• 3.6.1 加熱速率對組織演變的影響45-48
• 3.6.2 保溫時間對組織演變的影響48-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第4章 BR1500HS激光焊管脹形性能及變形協(xié)調(diào)性51-74
• 4.1 引言51
• 4.2 研究方案51-53
• 4.2.1 實驗裝置51-53
• 4.2.2 實驗方案53
• 4.3 焊管的幾何缺陷及組織均勻性分析53-57
• 4.3.1 焊縫幾何缺陷分析54
• 4.3.2 焊縫區(qū)域匹配系數(shù)分析54-57
• 4.4 焊管的自由脹形性能57-61
• 4.4.1 常溫自由脹形性能57-58
• 4.4.2 加熱速率對熱態(tài)自由脹形性能的影響58-59
• 4.4.3 脹形溫度對熱態(tài)自由脹形性能的影響59-60
• 4.4.4 保溫時間對熱態(tài)自由脹形性能的影響60-61
• 4.5 焊管自由脹形的變形協(xié)調(diào)性61-73
• 4.5.1 常溫下焊縫對脹形均勻性及破裂位置的影響62-65
• 4.5.2 熱態(tài)下焊縫對脹形均勻性及破裂位置的影響65-73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 第5章 BR1500HS激光焊管異形截面件成形性能74-99
• 5.1 引言74
• 5.2 研究方案74-77
• 5.2.1 實驗裝置74-76
• 5.2.2 實驗方案76-77
• 5.3 簡單V形截面件熱成形尺寸精度77-81
• 5.3.1 成形溫度對尺寸精度的影響78-80
• 5.3.2 焊縫位置對尺寸精度的影響80-81
• 5.4 復(fù)雜V形截面件熱成形尺寸精度81-89
• 5.4.1 復(fù)雜V形截面件結(jié)構(gòu)及熱成形工藝性分析81-83
• 5.4.2 成形速度對尺寸精度的影響83-84
• 5.4.3 焊縫位置對尺寸精度的影響84-88
• 5.4.4 內(nèi)壓對尺寸精度的影響88-89
• 5.5 復(fù)雜V形截面件熱成形組織及力學(xué)性能89-98
• 5.5.1 熱成形件各區(qū)域微觀組織分析90-95
• 5.5.2 熱成形件力學(xué)性能分析95-98
• 5.6 本章小結(jié)98-99
• 結(jié)論99-101
• 參考文獻101-107
• 致謝107

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王利;楊雄飛;陸匠心;;汽車輕量化用高強度鋼板的發(fā)展[J];鋼鐵;2006年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬寧;高強度鋼板熱成形技術(shù)若干研究[D];大連理工大學(xué);2011年

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本文編號：661342