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金属热处理:高强度双相钢的成形性能

2022-07-08
摘要:本文以河钢商业化生产的780~1180MPa系列双相钢为研究对象,重点分析了双相钢组织及力学性能,及其对成形极限图、三点弯曲、拉压试验等成形性能的影响。

  【作 者】熊自柳;齐建军;孙力;董伊康;赵轶哲;杨婷;邢承亮

  随着轻量化的发展,DP、MS、Q&P、热成形钢等超高强钢成为低成本、节能减排的首选材料,广泛应用于汽车 结构件、底盘等零部件,并且对材料一致性、板形质量,尤其是冲压成形、弯曲等成形性能有更高的要求[1-2]。相对于Q&P钢、热成形钢等先进高强钢,双相钢( Dual phase steel,DP steel)合金元素含量低,生产工艺相对简单,避免 了热成形工序,生产成本相对较低,并且强度最高可达到1180MPa,满足防撞梁、门槛、加强件等零件的制造,是汽车车体选材、设计和制造应用最多的先进高强钢。

  本文以河钢商业化生产的780~1180MPa系列双相钢为研究对象,重点分析了双相钢组织及力学性能,及其对成形极限图、三点弯曲、拉压试验等成形性能的影响,对高强度级别双相钢在超高强钢零件选材、冲压、冷弯工艺设计与优化、预防成形失效及提高成材率方面有一定的指导意义。

  【结 论】

  1)随着双相钢屈服强度增加,组织中马氏体比例增加,铁素体含量减少,铁素体和马氏体晶粒尺寸均大幅细化,两相界面变模糊,形变组织增多。成形性能指标中, 断裂伸长率降低,加工硬化指数n 值降低,均匀伸长率在总伸长率中的比值与强度没有表现出明显的相关性。

  2)随着双相钢屈服强度增加,FLC曲线下移,平面应变FLCo变小,成形极限图左区拉伸变形区范围缩小; 抗拉强度同级别时,屈服强度增加胀形能力提升。

  3)随着抗拉强度增加,最小相对弯厚半径增加,抵 抗弯曲开裂的性能降低;抗拉强度同级别时,屈服强度增加,最小相对弯厚半径减小,抵抗弯曲开裂的性能增加。

  4)双相钢拉压变形过程中表现出较强的包申格效应,压缩屈服强度 高 于 反 向 拉 伸 屈 服 强 度 ,测得 CR420/780DP、CR700/980DP、CR820/1180DP 钢的包申格效应常数分别为0. 8 2、0. 7 8 和 0. 79。与单向拉伸变形比较,拉压变形时屈服强度较低,断后伸长率较高;CR420/780D P和 CR820/1180DP钢在压缩过程中塑性变形初始阶段瞬时加工硬化速率高于反向拉伸和 单向拉伸塑性变形初始阶段瞬时加工硬化速率。

  以下是正文:

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