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热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

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精密成形工程 2024年第1期16卷 112-120页

作者：苏文超王金凤车亚军郭亿王晶湖北汽车工业学院材料科学与工程学院湖北十堰442002 东风汽车零部件(集团)有限公司湖北十堰442016 湖北长平汽车装备有限公司湖北十堰442000

目的对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和... 详细信息

目的对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。

关键词：异种高强钢激光拼焊热冲压成形力学性能微观组织

22MnB5高强钢热冲压成形数值模拟及工艺参数优化

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22MnB5高强钢热冲压成形数值模拟及工艺参数优化

作者：吴宏蕊烟台大学

学位级别：硕士

随着社会的发展进步,人们对于出行方式提出了越来越高的要求,对汽车的使用需求越来越强。汽车行业发展愈加繁荣,随之而来的是能源消耗增加、环境污染加剧,二者之间的矛盾愈发突出。从汽车生产的角度来看,降低车身重量是解决二者之间矛... 详细信息

随着社会的发展进步,人们对于出行方式提出了越来越高的要求,对汽车的使用需求越来越强。汽车行业发展愈加繁荣,随之而来的是能源消耗增加、环境污染加剧,二者之间的矛盾愈发突出。从汽车生产的角度来看,降低车身重量是解决二者之间矛盾冲突的重要举措之一,以轿车为例,其整车重量的25%集中在车身上,因此在车身制造过程中选用轻量化材料对于减少能耗、降低尾气排放十分必要。在轻质材料选取方面,采取有效的强化措施可以提高钢材的强度,以期实现轻量化的同时满足原来的力学性能要求。高强度硼合金钢的板料在常温下的强度约为500～600 MPa,但是通过高温加热均匀奥氏体化之后再进行冲压成形以及淬火冷却、保压等一系列工序后,其冲压件的抗拉强度能够达到1500 MPa。由于高强钢的热冲压成形过程比较复杂,成形件的成形质量不易掌控,热冲压过程中的工艺参数设计与选取不合理,热冲压件则会产生破裂、起皱、回弹等缺陷。为了避免或减少实际冲压生产过程中的这些缺陷,有必要对热成形工件的热冲压过程进行模拟与仿真,提前预测工件的成形质量,检验热冲压工艺设计是否合理,以缩短高强钢热冲压模具的研发时间,提高生产效率。本文以某车型的左门槛加强板后连接板为研究对象,研究高强钢热冲压成形工艺参数对其热冲压成形件成形质量的影响规律并进行参数优化,主要研究内容包括:（1）利用UG软件对后连接板进行三维建模,随后导入到Auto form软件中,建立后连接板的有限元模型。（2）对后连接板的热冲压成形过程进行初步的数值模拟,对成形过程中后连接板零件的温度场分布和应变场分布以及成形后的后连接板零件的减薄率分布和回弹量分布进行查看和分析。通过初步有限元模拟,发现后连接板的成形质量还有待提高。（3）引用控制变量法,基于Auto form软件对后连接板的热冲压成形过程进行多次数值模拟,分析成形后的后连接板零件的最大主应变、最大减薄率和最大回弹量数值的变化规律来研究加热温度、冲压速度、摩擦系数三个工艺参数对后连接板成形质量的影响规律。（4）采用正交试验设计方法对某车型左门槛加强板后连接板热冲压成形的三个主要工艺参数进行优化,运用极差分析法对试验结果加以研究分析。通过计算得出了各因素的优水平、各因素对试验指标影响的主次顺序,确定了最优组合水平为加热温度900℃、冲压速度500 mm/s、摩擦系数0.43。以得出的最优工艺参数组合对后连接板零件的热冲压成形进行数值模拟,发现其成形性良好。最后进行了后连接板零件的生产试验以对优化结果进行验证,经检测符合生产要求,工艺参数选取得当。本文对某车型左门槛加强板后连接板热冲压成形过程进行了有限元仿真,对热冲压成形工艺参数进行了优化,研究成果为企业进行后连接板热冲压件的实际生产提供了理论指导,对提高后连接板零件实际生产的良率、节约开发成本具有重要意义。

关键词：热冲压成形高强度钢数值模拟减薄率回弹

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热冲压成形超高强钢焊接技术的进展

上海金属 2023年第3期45卷 1-12页

作者：朱萍胡天寒吴天海潘华丁凯高玉来上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444 宝山钢铁股份有限公司研究院汽车用钢研究所上海201900 汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室上海201900 上海金属零部件绿色再制造工程技术研究中心上海200444

超高强钢在减小车身质量的同时能保证汽车的安全性。热冲压成形超高强钢尺寸精度高、使用寿命长,已被广泛应用于汽车制造领域。目前热冲压成形钢常用的焊接技术为电阻点焊和激光焊接等。为避免热冲压成形过程中表面氧化和脱碳,通常在钢... 详细信息

超高强钢在减小车身质量的同时能保证汽车的安全性。热冲压成形超高强钢尺寸精度高、使用寿命长,已被广泛应用于汽车制造领域。目前热冲压成形钢常用的焊接技术为电阻点焊和激光焊接等。为避免热冲压成形过程中表面氧化和脱碳,通常在钢板表面预制Al-Si镀层。然而镀层的存在会导致焊接接头力学性能降低。概述了可热冲压成形的超高强度钢及其镀层技术、热冲压成形钢常用的焊接技术以及焊缝组织和焊接接头的性能,探讨了改善热冲压成形超高强度钢焊接接头性能的途径。

关键词：超高强钢热冲压成形镀层电阻点焊激光焊接

基于细观损伤的7075铝合金热冲压成形性能研究

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基于细观损伤的7075铝合金热冲压成形性能研究

作者：马峥华北理工大学

学位级别：硕士

近年来,汽车轻量化成为汽车产业发展趋势之一。铝合金具有比强度高、蕴藏量丰富、可回收利用性好等优点,成为目前汽车轻量化技术中最为理想的材料之一。铝合金热冲压成形能够获得优质零件,因此,基于细观损伤研究了7075铝合金热冲压成形... 详细信息

近年来,汽车轻量化成为汽车产业发展趋势之一。铝合金具有比强度高、蕴藏量丰富、可回收利用性好等优点,成为目前汽车轻量化技术中最为理想的材料之一。铝合金热冲压成形能够获得优质零件,因此,基于细观损伤研究了7075铝合金热冲压成形的损伤演变和成形性能,具体研究如下:1)通过高温原位拉伸实验分析了7075铝合金在不同变形温度下拉伸变形过程中的损伤演化,并得到了应力应变曲线。结合实验数据和有限元反向标定法对不同温度下Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型参数进行了标定,并将得到的损伤参数耦合到单轴拉伸有限元模型中验证了损伤参数的准确性。2)通过等温Nakazima实验测试了7075铝合金不同温度下的成形极限。并通过耦合GTN损伤的有限元模型对实验进行分析。有限元仿真得到不同试样的厚度分布和断裂位置均与实验结果吻合。表明GTN损伤模型足以很好地描述7075铝合金的机械性能和断裂特性。3)建立耦合GTN损伤模型的7075铝合金汽车S轨热冲压数值模拟,通过数值模拟分析不同工艺参数对汽车S轨冲压成形质量的影响。结果表明,在冲压速度40mm/s,板材初始温度410℃,摩擦系数0.1,压边力5k N的条件下热冲压成形能够获得优质7075铝合金汽车S轨零件,为7075铝合金热冲压成形工艺提供了一定的理论支持。图50幅;表5个;参62篇。

关键词： 7075铝合金 GTN模型热冲压成形数值模拟

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热冲压成形件的智能制造(上)

锻造与冲压 2023年第10期 16-19页

作者：马鸣图冯仪方刚赖一阳赵岩李波中国汽车工程研究院股份有限公司中关村兵器北方车辆军民融合智造加速器科创园北京理工大学重庆创新中心中新(重庆)超高强材料研究院有限公司

汽车产业的发展方向为摆脱传统汽车工艺所带来的油耗、排放、安全三大问题,汽车产业正在向电动化、智能化和轻量化发展。(1)近年来,新能源汽车得到国家的高度重视,并得到迅速发展。2020年中国新能源汽车销量达到136.7万辆,2022年新能源... 详细信息

汽车产业的发展方向为摆脱传统汽车工艺所带来的油耗、排放、安全三大问题,汽车产业正在向电动化、智能化和轻量化发展。(1)近年来,新能源汽车得到国家的高度重视,并得到迅速发展。2020年中国新能源汽车销量达到136.7万辆,2022年新能源汽车销量达到688.7万辆,其中纯电动达到536.5万辆,插电混动为151.8万辆。

关键词：新能源汽车汽车产业智能制造电动化汽车工艺热冲压成形纯电动

热冲压成形SAF2507SDSS在不同溶液中耐点蚀性能

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钢铁 2020年第7期55卷 113-119,126页

作者：张钰柱蓝剑锋莫茜胡珊重庆邮电大学移通学院重庆401520 重庆望江工业有限公司第二分厂重庆400071 南昌工学院新能源车辆学院江西南昌330108

为了研究SAF2507SDSS热冲压成形后在不同服役环境中阴离子对耐点蚀性能的影响,对SAF2507SDSS板材进行1050℃热冲压成形,使用ZEISS-SUPRA55型扫描电镜观察微观组织并测定相组织能谱,运用动电位极化曲线、开路电位和交流阻抗谱手段研究SAF... 详细信息

为了研究SAF2507SDSS热冲压成形后在不同服役环境中阴离子对耐点蚀性能的影响,对SAF2507SDSS板材进行1050℃热冲压成形,使用ZEISS-SUPRA55型扫描电镜观察微观组织并测定相组织能谱,运用动电位极化曲线、开路电位和交流阻抗谱手段研究SAF2507SDSS在3.5%质量浓度的NaClO和卤化钠Na X(X=Cl、Br、I)溶液中的耐点蚀性能。结果表明,SAF2507SDSS在1050℃热冲压成形后微观组织良好,α/γ体积比约为1∶1,α相富铬、钼贫镍电极电位低,为阳极,γ相富镍贫铬、钼电极电位高,为阴极;在4种溶液中,耐点蚀性能从高到低为NaClO、NaCl、NaBr和NaI,NaClO溶液中点蚀坑数量最少,蚀坑小而浅,NaI溶液中点蚀坑数量最多,蚀坑大而深;ClO-对点蚀形核和生长阶段起到抑制作用,Cl-、Br-和I-只在点蚀形核阶段起到促进作用,促进作用从大到小为I^-、Br^-和Cl^-。

关键词： SAF2507SDSS 热冲压成形卤素离子耐点蚀性能

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热冲压成形件的智能制造(下)

锻造与冲压 2023年第12期 38-40页

《热冲压成形件的智能制造》(上)见《锻造与冲压》2023年第10期智能制造的必要性热冲压成形是为了解决获得超高强度零件,并有效解决成形、回弹,零件尺寸、精度问题,正如前述的工艺过程,加热到奥氏体状态下,利用其材料高温下良好的成形... 详细信息

《热冲压成形件的智能制造》(上)见《锻造与冲压》2023年第10期智能制造的必要性热冲压成形是为了解决获得超高强度零件,并有效解决成形、回弹,零件尺寸、精度问题,正如前述的工艺过程,加热到奥氏体状态下,利用其材料高温下良好的成形性进行热冲压,热冲压后又迅速冷却,以保证从奥氏体转变为高强韧性的马氏体,达到高强度和高成形精度的双重目的。这是一个包含多种工序的连续过程,只有通过自动化和智能制造才能达到目标。

关键词：奥氏体转变热冲压成形智能制造高强韧性零件尺寸成形精度超高强度回弹

热冲压成形保温时间对SAF2507 SDSS微观组织和力学性能的影响

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材料热处理学报 2020年第7期41卷 70-79页

作者：蓝剑锋胡珊重庆邮电大学移通学院重庆合川401520 南昌工学院新能源车辆学院江西南昌330108

对SAF2507 SDSS板材进行1050℃下不同保温时间的热冲压成形,使用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪观察其微观组织的变化,通过拉伸试验、硬度计和冲击试验等测试了不同保温时间下试验钢的力学性能。结果表明:在1050℃热冲压成形时,试验钢的... 详细信息

对SAF2507 SDSS板材进行1050℃下不同保温时间的热冲压成形,使用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪观察其微观组织的变化,通过拉伸试验、硬度计和冲击试验等测试了不同保温时间下试验钢的力学性能。结果表明:在1050℃热冲压成形时,试验钢的微观组织中无析出相,只有条状平行分布的α相和γ相。当保温时间为2~5 min时,α相含量快速增加,γ相含量快速减少,微观组织发生γ→α转变;当保温时间超过10 min后,α相含量缓慢上升,γ相含量缓慢下降。随保温时间的增加,抗拉强度和硬度先上升后下降,伸长率、截面收缩率和冲击吸收能量一直下降,拉伸试样的断裂形式由韧窝断裂逐渐向准解理断裂转变;保温时间为5 min时,试验钢获得最佳的微观组织和力学性能。

关键词： SAF2507 SDSS 热冲压成形保温时间力学性能

基于响应面法的高强度钢板热冲压成形圆角破裂的工艺参数优化

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第12期45卷 4161-4167页

作者：王梦寒王彦丽杨海重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

为了解决高强度钢板热冲压成形过程中圆角破裂的缺陷问题,进而提高零件的成形质量,采用响应曲面法和数值模拟相结合的方法,对汽车加强件热冲压成形进行模拟,分析高强度钢板加强件圆角产生破裂的原因,并以热冲压件圆角区域的厚度减薄率... 详细信息

为了解决高强度钢板热冲压成形过程中圆角破裂的缺陷问题,进而提高零件的成形质量,采用响应曲面法和数值模拟相结合的方法,对汽车加强件热冲压成形进行模拟,分析高强度钢板加强件圆角产生破裂的原因,并以热冲压件圆角区域的厚度减薄率为优化目标,成形极限图为约束条件,建立目标与板料温度、摩擦因数、压边力之间的二阶函数模型,根据建立的模型确定最佳工艺参数组合。研究结果表明:零件圆角处发生破裂的主要原因是成形过程中圆角处的温度变化及受力状态。最佳工艺参数组合为:初始成形温度850℃,摩擦因数0.12,压边力23.74 MPa。以数值模拟和生产试验验证了优化结果的准确性,得到成形质量比较好的热冲压件。

关键词：响应面法高强度钢板热冲压成形圆角破裂数值模拟