超高强度硼钢B1500HS的热冲压工艺试验

摘要： 研究了奥氏体化加热温度和保温时间对厚1.8 mm的冷轧硼钢B1500HS的淬火组织、原奥氏体晶粒尺寸和力学性能的影响,制定了B1500HS钢的奥氏体化加热规程,并采用带冷却流道的V型弯曲模具进行了B1500HS钢的热冲压和纯马氏体钢M1200的冷冲压对比试验.结果表明：B1500H钢的热冲压成形零件强度高达1.530 GPa,其型面精度较高且基本无回弹;而M1200钢冷冲压成形所需最大成形力约为750 kN,是热冲压成形所需最大成形力的2倍,且出现了明显的回弹现象,回弹角约为9°.     

22MnB5硼钢裸板热成形中的高温摩擦

采用自制高温摩擦试验机模拟实际热冲压工艺条件下22MnB5裸板的高温摩擦过程,分析初始摩擦温度、滑动速度和法向载荷对其摩擦行为的影响.结果表明:转移过程中试样表面形成氧化层,摩擦时氧化层起到保护和润滑作用,初始摩擦温度对裸板摩擦系数的影响不大;在较低的摩擦速度下,试样表面的氧化物形成厚度不均匀的小堆积块,试样表面凹凸不平并且无法良好支撑摩擦界面,摩擦系数增大;法向载荷较大时,试样表面氧化物被大量剥落,金属基体暴露,摩擦系数增大.     

硼钢热冲压微观组织仿真及力学性能预测

基于Johnson-Mehl-Avrami相变动力学模型和Koistinen-Marburger方程,建立了硼钢22MnB5车门防撞梁热冲压过程的热机械-相变耦合有限元模型,得到了车门防撞梁热冲压过程中板料温度、微观组织及维氏硬度的分布特征,研究了保压压力和保压时间对防撞梁热冲压零件的性能影响.仿真结果表明:车门防撞梁顶部冷却速度为137.3℃·s-1,侧壁冷却速度为69.8℃·s-1,冷却速度决定了防撞梁各个部位的微观组织和维氏硬度;随着保压压力的增大,获得95％以上马氏体的防撞梁的保压时间缩短,可加快生产节拍.进行了防撞梁热冲压试验,对微观组织及维氏显微硬度进行了检测.结果表明:车门防撞梁保压10s后,顶部及侧壁均已转化为板条状马氏体组织,且顶部硬度为508 HV,侧壁硬度为474 HV.     

22MnB5高强板冲压成形热力耦合数值模拟

采用ABAQUS软件建立基于热力耦合的有限元模型,对22MnB5高强板不同工艺条件下的成形过程进行模拟分析,探究摩擦系数、模具间隙和成形温度等工艺参数对热成形时的减薄率和应力分布的影响.结果表明:成形温度的升高会改善材料的塑性,导致变形抗力减小,危险点应力减小,减薄率增大.随模具间隙增加,危险点应力、减薄率都呈减小趋势.摩擦系数的增大导致材料流动阻力增大,减薄率增加,材料容易被拉裂.研究表明,摩擦系数0.1、模具间隙2.2mm、成形温度800℃为合适的工艺参数.     

模具温升对22MnB5硼钢裸板高温摩擦磨损特性的影响

采用自制板带式高温摩擦磨损试验机模拟实际热冲压条件下22MnB5硼钢裸板的高温摩擦过程,对模具进行预热,模拟了热冲压过程中的模具升温,并通过硼钢热冲压的摩擦因数、表面磨损形貌和截面图及基体组织图研究模具升温对硼钢裸板摩擦行为及机理的影响.结果表明:模具升温较低时,硼钢裸板与H13钢之间的摩擦因数基本稳定在0.5,其磨损...     

硼钢热冲压产品的力学性能预测模型及U型件验证

针对热冲压成形过程,建立了硼钢微观组织和产品性能预测的模型,分别采用Li模型和K-M模型模拟热冲压过程中的扩散和非扩散型相变;在此基础上,分别采用硬度混合法则、强度经验公式和两相混合表象模型预测最终产品的硬度、强度和延伸率.将上述模型在有限元软件平台LS-DYNA上集成,并模拟了一个U型件的热冲压成形过程.通过U型件的组织含量和力学性能测量值与模拟值对比,证实了所建热冲压产品性能预测模型具有较好的准确性和可靠性.     

超高强度钢高速切削工艺参数优化

针对超高强度钢高速铣削过程中刀具磨损严重的问题,采用金属陶瓷刀具对超高强度钢进行高速铣削试验,从而建立刀具磨损速率的预测模型.以切削速度、进给量和轴向切深3个切削工艺参数作为设计变量,以刀具磨损速率最小和切削效率最高作为优化目标,基于遗传算法对切削工艺参数进行优化,获得了最优切削工艺参数组合.     

两个超高硼钢的超塑性行为

两个超高硼钢的超塑性行为最近国外有人研究了两个硼含量分别为２．２和４．９重量％的超高硼钢的高温变形特性。这两个超高硼钢都采用粉末冶金工艺制备而成，即气比雾化后再在各种温度下进行热等静压加工。研究表明，经７００℃热等静压加工后，Ｆｅ－２．２Ｂ合金是由１...     

22MnB5钢热变形诱发相变及其对组织性能的影响

利用Gleeble 3500热力试验机对22MnB5钢板在温度900~600℃、应变速率0.01~0.40s-1条件下进行热拉伸,研究变形过程中的应力应变行为,并结合光镜、扫描电镜、X射线衍射仪和硬度测试仪分析试样的微观组织,探究热变形对相变的影响.结果表明:当温度为800℃,应变速率达到0.10s-1后,变形将诱发铁素体相变;在700℃下热变形促进铁素体相变;在600℃下热变形将诱发贝氏体相变.在800~600℃热变形过程中,由于形变应变诱发或促进了奥氏体转变,22MnB5钢的变形抗力降低、延性提高,从而改善了成型性能;相应冲压件的强度在900~1 000 MPa.     

超高强度热成形钢电阻点焊的数值模拟

摘要：
利用SORPAS软件对超高强度热成形钢板建立了描述点焊熔核形成过程的轴对称有限元模型.通过数值模拟,定量揭示了热成形钢点焊过程中温度场、熔核直径等过程量的变化规律.对比模拟计算与实测结果表明,该模型是可行的,可为超高强度热成形钢的电阻点焊提供指导.关键词：
超高强度热成形钢; 电阻点焊; 数值模拟; 熔核直径; 温度场中图分类号： TG 453.9
文献标志码： A     

高强度混凝土水化热的研究

为了研究大体积混凝土的温度效应问题,结合实测的资料,模拟混凝土浇筑后水泥水化作用,计算混凝土梁水化温度场,并进行相关分析.     

高强度混凝土水化热的研究

为了解高强度混凝土水化热温度的特点,从而为今后同类材料结构的温度控制打下基础,本文采用实测数据研究与理论分析相结合的方法,比较了高强度混凝土与普通混凝土在绝热温升和实测温度值方面的区别,论述了水化热温升对高强度混凝土强度发展的不利影响和对高强度混凝土冬季施工的有利影响,并讨论提出了高强度混凝土的温度控制标准,文章认为,对厚度超过1m的高强混凝土构件,应当采取相应的温度控制措施,控制构件的最高温度不超过70℃,构件内外最大温差不超过30℃。     

1 200 MPa级超高强度钢板冲压成形性能及其断裂机理的实验研究

通过圆筒拉深试验研究了1 200 MPa级超高强度双相钢板（DP1200）和纯马氏体钢板（M1200）的极限拉深成形性能,采用扫描电子显微镜观察分析了钢板的微观组织形貌与结构,探讨了其微观组织结构与断裂机理的关系.结果表明：DP1200和M1200的极限拉延比分别为2.03和1.99,其单向拉伸性能不能准确地反映钢板材料在复杂应力状态下的成形性能;2种钢板的断裂模式均为断口分布着大量韧窝的韧性断裂,但其裂纹扩展机理不同.DP1200中的裂纹是以沿铁素体/马氏体相界为主,兼有穿过马氏体相并扩展的失效模式;而M1200钢中的裂纹是沿马氏体晶界扩展的失效模式.     

预合金化处理对22MnB5热成型钢镀层组织成分的影响

在热成型钢上施加镀层,可有效避免其在热成型工艺中出现表面氧化、脱碳等缺陷,使成型后工件具有一定程度的抗腐蚀能力,研究了22MnB5热成型钢镀Zn层在升温过程中的微观组织结构变化和热处理工艺对镀层组织、性能的影响,对镀锌22MnB5钢进行不同的预合金化+相同的奥氏体化处理后,采用扫描电镜、能谱仪和辉光光谱分析仪对其镀层形貌、微观结构和组成成分进行了分析。其结果表明,在预合金化时间相同的情况下,随着温度上升,镀层由开始的ζ相、δ相、Γ_1相和Γ相互相掺杂逐渐转变为以Γ相为主;在预合金化温度相同的情况下,随着预合金化处理时间的延长,镀层中的Zn含量逐渐减少,Fe含量持续增加;在经过奥氏体化处理后镀层中Fe含量可达到88%左右,Zn含量可达到8%左右,镀层几乎全部为α-Fe(Zn),只在表面存在少量Γ相,镀层厚度在12μm左右;预合金化工艺为550℃保温30min、奥氏体化工艺为920℃保温4min时能得到质量较好的镀层。此结果对于发展新型含镀层热成型钢板具有重要参考价值。     

曲面法优化超高强度钢的淬火工艺参数

为获得超高强度钢22MnB5热成形过程中最佳的淬火工艺参数,采用正交实验设计法进行实验设计,并采用响应曲面法对实验结果进行优化分析.选择奥氏体化温度和保温时间作为优化因子,研究各因子对淬火硬度和抗拉强度的影响.先对淬火硬度以及抗拉强度进行了单目标优化,获得了单目标最优值,再结合理想点法对各目标进行了多目标优化,获得全局最优值.最后从微观角度对优化结果展开了探讨,进一步验证了预测模型的可靠性.     

回火温度对淬火后30MnB5热成形钢组织与性能影响

将30MnB5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、能谱仪和拉伸性能检测等方法研究了不同回火温度后的显微组织和力学性能变化.经200℃保温2 min回火后热成形钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1774 MPa,总伸长率为8%,强塑积达14 GPa·%以上,该性能满足热成形后作为汽车结构件的使用要求;并且随着回火温度的升高,力学性能呈非单调性变化.200℃低温回火后,主要为板条马氏体和ε碳化物,位错密度略有降低,析出的ε碳化物粒子呈针状分布在马氏体板条内,长度方向大小为100 nm左右,并与位错发生钉扎作用.随着回火温度的升高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条边界逐渐模糊,并向等轴状铁素体转变,位错密度显著降低,ε碳化物逐渐向低能态的近球形渗碳体转变并粗化至200 nm左右,对位错的钉扎作用也随之减弱.     

高强度铝合金热处理工艺研究

高强度铝合金是多元Al－Si合金，本文在确定最佳成份及铸造工艺条件一定的情况下，研究了热处理工艺对机械性能影响的关系．对该合金经不同的固溶温度，不同的时效温度和时效时间进行了试验研究，结果表明：固溶后采用155±5°×6h时效工艺，合金可获得最佳的机械性能．     

不同硬化模型对第3代超高强度钢板冲压回弹预测的比较

针对第3代高强度钢(QP钢)冲压过程中因回弹严重、回弹预测困难而导致的修模时间长、修模成本高等问题,采用了Swift各向同性硬化模型以及NSK模型、Y-U模型和Chaboche模型等先进的硬化模型对QP980钢的冲压回弹进行了预测.用含有上述4种模型的LS-DYNA软件进行预测,并将结果与实际结果比较分析,发现Y-U模型能较好地预测QP钢冲压回弹.由此可以有效地辅助模具设计,减少修模次数,降低修模成本.     

冲压模具工艺运动控制技巧研究

本篇文章阐述了在冲压过程中各种冲压工艺的基本运动机理,为了实现特定的运动要求,我们要使用不同种类模具中结构设计的结果以及力学设计的结果,而对冲压模具各种工艺运动的严格控制,将最终决定能否实现冲压工艺所需的基本运动,直接影响着冲压件成品的最后品质,这对一个生产流程起着非常重要的作用。     

对板料冲压工艺的设计研究

板料冲压在上程实际中应用板料冲压成形计算机仿真技术，是从根本上改进现行模具设计模式的一个有力手段，是促进模具工业技术进步的关键因素之一，对于实现工业生产现代化具有重要意义。本文从冲压工艺入手，对板料冲压的仿真系统设计进行了分析。