汽車用高強(qiáng)度鋼力學(xué)性能研究.pdf

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1、l訇似汽車用高強(qiáng)度鋼力學(xué)性能研究Researchonthemechanicalpropertiesofhighstrengthsteelforvehicles孫志剛，趙春，李秀玲SUNZhi．gang，ZHAOChun，LIXiu．1ing(張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，張家口075000)摘要：本文對(duì)三種典型的汽車用高強(qiáng)度鋼進(jìn)行了金相觀察、單向拉伸等試驗(yàn)，獲得了相關(guān)的力學(xué)性能參數(shù)，結(jié)果表明：與其余兩種鋼相比，相變誘發(fā)塑性鋼具有更好的力學(xué)性能和成形性能；而雙相鋼則表現(xiàn)為屈服點(diǎn)低和連續(xù)屈服的特點(diǎn)，初始加工硬化能力較高；高強(qiáng)度低合金鋼的屈服強(qiáng)度最小，表明成形后的零件貼模性和定形性較好。對(duì)三種鋼的強(qiáng)

2、化機(jī)理進(jìn)行了分析，金相試驗(yàn)表明三種鋼宏觀上力學(xué)性能和成形性能的差異與各自特有的顯微組織結(jié)構(gòu)相關(guān)，為研究高強(qiáng)鋼的成形性能并指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：相變誘發(fā)塑性鋼；雙相鋼；高強(qiáng)度低合金鋼；力學(xué)性能；金相顯微組織中圖分類號(hào)：TG22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0134(2014)03(下)一0105-03Ooi：10．3969／j．issn．1009-0134．2014．03(下)．280引言冷軋TRIP鋼和一種熱軋TRIP鋼；米塔爾公司也成功生產(chǎn)出合金化熱鍍鋅雙相鋼和熱浸鍍鋅雙相隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為世界上鋼。國(guó)內(nèi)寶鋼開(kāi)發(fā)了500MPa級(jí)別冷軋雙相鋼生產(chǎn)和消費(fèi)

3、汽車的第一大國(guó)。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)和600MPa級(jí)~I]TRIP鋼，其中TRIP鋼性能已達(dá)到會(huì)統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量雙雙超過(guò)1900萬(wàn)輛，連續(xù)四年全球第一【1J。汽車工業(yè)在飛速發(fā)展的國(guó)際先進(jìn)水平。鞍鋼和邯鋼也于近年分別研制出600MPa級(jí)和590MPa級(jí)的TRIP鋼。我國(guó)許多車企同時(shí)，帶來(lái)的環(huán)保、能源、安全等問(wèn)題，日益受也進(jìn)行了高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用研究，如奇瑞汽車公司到政府和國(guó)民的廣泛關(guān)注。民眾對(duì)汽車節(jié)能、減2001年與寶鋼合作，在樣車上使用高強(qiáng)度鋼，占排和安全性的要求不斷提高，促使汽車制造材料車身鋼板的46％；吉利在新開(kāi)發(fā)的車型中使用的向輕量化、高強(qiáng)度的方向發(fā)展。高強(qiáng)度鋼占車身質(zhì)量

4、的50％以上。近年來(lái)，業(yè)內(nèi)興起了以鋁、鎂合金以及碳纖本文對(duì)三種典型的汽車用高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行了維等輕量化材料替代傳統(tǒng)鋼材的研究，并且取得了一定的進(jìn)展犯，但這些新型材料存在焊接性能、金相觀察、單向拉伸等試驗(yàn)，獲得了相關(guān)的力學(xué)性能參數(shù)，對(duì)強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了分析，為研究高強(qiáng)沖壓性能差，生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，制約了新型材鋼的成形性能并指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。料的使用推廣。所以目前鋼材仍是汽車制造的主要用材，并將在今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占主導(dǎo)地位。因1實(shí)驗(yàn)此研究汽車用輕量化、高強(qiáng)度的鋼板具有較高的試驗(yàn)鋼種包括相變誘發(fā)塑性鋼TRIP590、雙相現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)價(jià)值。鋼DP600和高強(qiáng)度低合金鋼MS6000。試驗(yàn)鋼

5、種的國(guó)際上對(duì)汽車用高強(qiáng)度鋼板的研究較多，具化學(xué)成分如表1所示。有代表性的鋼種包括IF鋼、雙相鋼、TRIP鋼、高表1試驗(yàn)鋼種的化學(xué)成分強(qiáng)度低合金鋼等。各大鋼企爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)了自己的高強(qiáng)度汽車用鋼，如德國(guó)蒂森公司研制了500MPa及600MPa兩個(gè)級(jí)別的鍍鋅鋼板；日本JFE公司研發(fā)了780MPa和980MPa兩個(gè)級(jí)別的合金化熱鍍鋅雙相鋼；韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵公司研制出800MPa和單向拉伸試驗(yàn)的試樣按照GB／T228—2002的標(biāo)10O0MPa兩個(gè)級(jí)別的TRIP鋼；在與米塔爾合并準(zhǔn)加工，在微機(jī)控制萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)定；應(yīng)之前，歐洲的阿塞洛公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了四個(gè)牌號(hào)的變硬化指數(shù)n按照GB／T5028—199

6、9進(jìn)行測(cè)定；塑性收稿日期：2013-12-25基金項(xiàng)目：河北省教育科學(xué)研究十二五規(guī)劃課題(13051215)作者簡(jiǎn)介：孫志剛(1979一)，男，河北懷安人，講師，碩士，研究方向?yàn)檐囕v工程。第36卷第3期2014—03(下)[105]I遭勺似、應(yīng)變比r的測(cè)試采用GB／T5027—2007規(guī)定的方法進(jìn)25．0％，表明在相同強(qiáng)度級(jí)別下，TRIP鋼的延伸性行；杯突試驗(yàn)按GB4156—1984的方法進(jìn)行；金相試優(yōu)于雙相鋼。驗(yàn)按照GB／T13298—1991的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。應(yīng)變硬化指數(shù)12是衡量材料變形能力及成形極限的重要指標(biāo)，其值越大，材料應(yīng)變均化能力越2結(jié)果分析與討論強(qiáng)，危險(xiǎn)斷面的承載能力越高。

7、TRIP鋼的應(yīng)變2．1單向拉伸試驗(yàn)分析硬化指數(shù)為0．223，遠(yuǎn)高于雙相鋼和低合金鋼的數(shù)圖1為三種試樣單向拉伸試驗(yàn)所得的工程應(yīng)力值，表明TRIP鋼具有較好的均勻變形性，適用于應(yīng)變曲線，表2為所得力學(xué)性能參數(shù)。復(fù)雜零件的沖壓成型J。l

8、塑性應(yīng)變比r反映了材料平面和厚度方向上變形難易程度的差異，r值越高，材料拉深過(guò)程中的流動(dòng)性越好，拉深成形性能越強(qiáng)n叭。從表中塑性應(yīng)變比r的數(shù)據(jù)可以看出，TRIP鋼高于1，而雙相鋼和低合金鋼均小于1，說(shuō)明在相同的變形下，與TRIP