本文關(guān)鍵詞：電流輔助熱成形高強(qiáng)鋼細(xì)長結(jié)構(gòu)件的成形質(zhì)量與組織控制

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【摘要】：隨著汽車工業(yè)對車身輕量化、降低燃料消耗及安全性的要求日益提高,高強(qiáng)鋼材料得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是由于高強(qiáng)鋼材料屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高,成形性能很差,成形后回彈嚴(yán)重、易開裂,嚴(yán)重制約了高強(qiáng)鋼材料在汽車結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。本課題目標(biāo)成形件為后車門防撞梁,是一種通過拉深成形的高強(qiáng)鋼細(xì)長結(jié)構(gòu)件,采用傳統(tǒng)熱成形方式,將會帶來生產(chǎn)效率低、成本高、設(shè)備損耗大等問題。電流輔助熱成形可以有效改善傳統(tǒng)熱加工工藝中的缺點(diǎn)及不足,實(shí)現(xiàn)對高強(qiáng)鋼板材的加工成形。本課題首先對雙相高強(qiáng)鋼DP1180板材進(jìn)行了常規(guī)力學(xué)性能測試及電、熱性能參數(shù)測定實(shí)驗(yàn),得到了板材在不同電流密度下的升溫曲線,初步確定了電流密度為10A/mm2~10.8A/mm2時,板材的溫度可以控制在750?C~900?C間,同時對不同電流密度下的加熱板材進(jìn)行微觀組織觀察,明確不同自阻加熱溫度對微觀組織的影響。為了獲得高強(qiáng)鋼材料在電流作用下的力學(xué)性能變化規(guī)律,本課題設(shè)計了針對高強(qiáng)鋼板材的電流輔助單向拉伸實(shí)驗(yàn),通過自行設(shè)計的電加熱拉伸夾具,在不同參數(shù)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分析了拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線的變化規(guī)律,得到了電流密度、應(yīng)變速率、拉伸速率及試樣標(biāo)距等參數(shù)下影響下高強(qiáng)鋼應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化規(guī)律,即除變量外其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)相同時,電流密度的增加將導(dǎo)致材料抗拉強(qiáng)度及延伸率的降低;標(biāo)距長度的增大將導(dǎo)致試樣抗拉強(qiáng)度的降低,對延伸率基本沒有影響;應(yīng)變速率的提高將導(dǎo)致材料抗拉強(qiáng)度及延伸率的降低。同時通過斷口分析及微觀組織分析,總結(jié)了電流輔助單向拉伸實(shí)驗(yàn)的微觀機(jī)理。通過三維繪圖軟件進(jìn)行了細(xì)長結(jié)構(gòu)件的三維建模及成形模具設(shè)計,并通過初步實(shí)驗(yàn)及有限元模擬優(yōu)化了模具參數(shù)。在細(xì)長結(jié)構(gòu)件試制過程中,分別在600?C至850?C間五種不同的溫度下進(jìn)行成形實(shí)驗(yàn),得到了滿足要求的成形件。熱成形實(shí)驗(yàn)后,對成形件進(jìn)行了表面質(zhì)量、裂紋、成形件壁厚、抗拉強(qiáng)度及微觀組織的分析,確定了電流1450A加熱,900?C保溫,降溫至800?C時成形為比較理想的成形工藝,并對成形過程中的問題進(jìn)行了分析,對質(zhì)量控制層面進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】：高強(qiáng)鋼DP1180 電流輔助 細(xì)長結(jié)構(gòu)件 質(zhì)量控制
【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;TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 課題背景與意義10
• 1.2 車用高強(qiáng)鋼與車門防撞梁10-16
• 1.2.1 車用高強(qiáng)鋼的分類11-12
• 1.2.2 車用高強(qiáng)鋼的發(fā)展12-13
• 1.2.3 高強(qiáng)鋼板材應(yīng)用及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 車門防撞梁及其分類14-16
• 1.3 高強(qiáng)鋼的熱成形生產(chǎn)工藝及發(fā)展情況16-18
• 1.3.1 高強(qiáng)鋼的熱成形技術(shù)16-17
• 1.3.2 熱成形技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展17-18
• 1.3.3 傳統(tǒng)熱成形加熱方式的不足與缺陷18
• 1.4 電流輔助熱成形技術(shù)18-26
• 1.4.1 新興的電加熱技術(shù)18-19
• 1.4.2 電流輔助熱成形技術(shù)原理19-20
• 1.4.3 電流輔助熱成形技術(shù)特點(diǎn)20-21
• 1.4.4 電流輔助熱成形技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21-26
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容26-28
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方案28-36
• 2.1 引言28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料28-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備30-34
• 2.3.1 成形壓力機(jī)30
• 2.3.2 低壓高流電源30-31
• 2.3.3 板材通電夾持裝置31-32
• 2.3.4 板材實(shí)時測溫裝置32-33
• 2.3.5 電流輔助拉伸設(shè)備33-34
• 2.3.6 顯微組織分析設(shè)備34
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方案34-36
• 第3章 高強(qiáng)鋼板材的電熱性能實(shí)驗(yàn)36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 高強(qiáng)鋼電加熱升溫實(shí)驗(yàn)36-38
• 3.2.1 成形溫度的判斷36-37
• 3.2.2 電加熱升溫實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計37-38
• 3.3 升溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-41
• 3.3.1 電加熱升溫曲線分析38-39
• 3.3.2 板材不同位置組織分析39-41
• 3.4 高強(qiáng)鋼電流輔助單向拉伸實(shí)驗(yàn)41-44
• 3.4.1 拉伸夾具設(shè)計及拉伸試樣41-43
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計43-44
• 3.5 拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-52
• 3.5.1 拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析44-46
• 3.5.2 各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對拉伸實(shí)驗(yàn)的影響46-50
• 3.5.3 斷口分析50-51
• 3.5.4 軸向不同位置組織分析51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-54
• 第4章 細(xì)長結(jié)構(gòu)件電流輔助熱成形工藝實(shí)驗(yàn)54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 高強(qiáng)鋼防撞梁成形模具設(shè)計54-56
• 4.2.1 防撞梁三維建模及優(yōu)化處理54-55
• 4.2.2 電流輔助成形實(shí)驗(yàn)的模具設(shè)計及配套部件設(shè)計55-56
• 4.3 電流輔助熱成形實(shí)驗(yàn)56-61
• 4.3.1 成形裝置組建及工藝流程設(shè)計56-58
• 4.3.2 細(xì)長結(jié)構(gòu)件電流輔助熱成形實(shí)驗(yàn)58-61
• 4.4 成形質(zhì)量分析及組織控制探討61-68
• 4.4.1 表面質(zhì)量及裂紋62
• 4.4.2 典型區(qū)域截面的厚度分析62-64
• 4.4.3 不同成形參數(shù)條件下的抗拉強(qiáng)度對比64-65
• 4.4.4 不同位置組織分析65-67
• 4.4.5 綜合評估及探討67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果76-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：853554