焊接速度对异种热成型钢焊缝组织性能的影响研究

采用激光拼焊的方法对退火状态的T1500HS和500HS异种热成型钢进行不同焊接速度的拼焊,并对拼焊板进行了热成型试验。通过拉伸试验机、电子显微镜和维氏硬度计对热成型前后钢的拉伸性能、显微组织和硬度进行了测试分析。结果显示:在四种不同的焊接速度下,焊接速度为3.5 m/min时,获得的力学性能最好;热处理前,不同焊接速度下焊缝均全部为马氏体组织,热处理后,焊缝组织均为板条状马氏体,焊接速度对焊缝中心组织影响差异较小;热处理前,四种焊接速度下拼焊接头处硬度均呈“几”字形分布,硬度峰值分布于焊缝熔合区,焊接速度为3.5 m/min时,其最大硬度(HV)值为569。热处理后,焊缝接头硬度均从500HS一侧向T1500HS一侧单调递增,硬度峰值位于T1500HS母材区。

热成型钢氢脆行为研究进展

提高汽车用钢的强度是实现汽车轻量化设计的有效途径。然而,随着热成型钢强度不断提高,其氢脆敏感性也相应增大,氢致开裂已成为阻碍超高强度热成型钢发展与应用的重要问题。对热成型钢氢脆的影响因素、研究方法、机理和防护方法这4个方面的最新研究进展进行了综述,为相关领域的研究人员提供参考。

热成型钢点焊焊接性及参数对力学性能影响的研究

热成型板在点焊时容易出现虚焊、飞溅严重等问题。为研究热成型钢可焊性分析及参数对接头力学性能影响,采用1.0mm厚度的B1500HS钢板进行试验。研究表明,B1500HS钢板具有良好的可焊性;焊点的强度随着焊接电流的增加呈先增加后下降的趋势。软规范焊点最大剪切力高于硬规范的最大剪切力,焊接时间在240~300 ms,焊接电流在9.5~10.0 kA时焊接接头强度最高。热成型钢受剪切力时存在一定比例的界面断裂的概率。剪切试验环境下界面断裂的强度在12.07 kN以下,纽扣断裂的强度在12.14~17.42 kN,纽扣形式断裂车身结构安全性能更高。

热成型钢焊接接头的组织及力学性能

文中采用CO_(2)气体保护焊对接焊接热成型钢B1500HS,研究热成型钢B1500HS焊接性能。通过改变焊接工艺参数,探究热输入及焊丝对热成型钢焊接接头组织及力学性能的影响,为热成型钢焊接工艺研究提供参考,同时为热成型钢在商用车上的应用奠定基础。

汽车用热成型钢和双相钢电阻点焊可焊性分析

为研究汽车用热成型钢和双相钢的焊接性能差异,采用1.5 mm热成型钢HS1300T、1.5 mm双相钢DP590T分别与1.9 mm冷轧钢板CR1180T进行电阻点焊焊接,对两种板材可焊性窗口、焊点一致性以及焊点宏观形貌进行研究。研究表明,双相钢比热成型钢可焊性电流窗口更大。连续焊接500个焊点,热成型钢板更容易发生飞溅,飞溅点数是双相钢的3.72倍;最优焊接参数下热成型钢焊点压痕深度较深,为双相钢的2.62倍;热成型钢焊核更易形成缩孔。在焊接工况一致的情况下,双相钢相较于热成型钢可焊性更好。

含热成型钢的差强差厚板电阻点焊工艺研究

强度高的厚板与强度低的薄板搭接电阻点焊焊接参数选用比较困难。文中以0.65 mm BUFDE+Z-PO 35/35-FD+2.2 mm B1500HS-FB-D+0.7 mm HC340/590DP-FB-D为研究对象,采用正交试验方法,研究了厚板热成型钢与薄板低碳钢电阻点焊焊接电流、焊接时间、电极压力对焊接质量的影响。试验分析结果表明,焊接电流对点焊拉剪力及熔核直径影响最大,其次为焊接电流,电极压力影响最小。综合考虑拉剪力、熔核直径、压痕深度等相关因素,实际选用的焊接参数为:焊接电流8.5 kA,焊接时间300 ms,电极压力3.0 kN。

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。

热成型钢及热成型技术

对热成型钢的成分设计、热成型工艺过程以及表面氧化的处理进行了论述。热成型工艺可以通过直接热成型或者间接热成型实现;热成型钢都是含硼钢,硼能抑制成型过程中铁素体形核;通过锰、铬和钼等提高淬透性防止珠光体形成;一般热成型钢中含有0.2%左右的碳。热成型钢可通过喷丸的方法消除表面氧化层或者镀层技术保护其表面不受氧化。

热成型钢高温本构数学模型研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机对热成型钢的高温塑性变形抗力进行研究。将试样在变形温度800～1100℃下,分别以0.1、1、10和25 s-1应变速率进行单向拉伸试验,分析变形温度、变形速率和变形程度与变形抗力的关系。结果证明,热成型钢是应变速率和温度的敏感材料,变形抗力随应变速率的增加而增加,变形速率在10s-1时的变形抗力是变形速率为1 s-1的2倍以上;变形抗力随变形温度的升高而降低。通过线性回归分析,建立了热成型钢高温塑性本构数学模型,并把理论计算与试验数据进行对比,证明了该模型具有良好的曲线拟合特性。

APQP方法在汽车用热成型钢产品开发中的应用

APQP是用来确保产品使顾客满意的一种结构化、系统化的方法。介绍了首钢京唐采用APQP工具成功开发出满足顾客要求的汽车用热成型钢。

高强度热成型钢在汽车车门下沉改进中的应用探讨

针对某车型车门下沉问题,结合车辆实际使用工况,利用有限元软件建立有限元模型。基于有限元分析结果判断导致车门下沉的关键零部件,应用高强度热成型钢对关键零部件进行结构优化,并通过冲压成型模拟软件模拟冲压成型性。最后通过样件在整车中的对比试验来验证高强度热成型钢对车门下沉的改进效果。

热成型钢点焊性能研究

通过对BTR165热成型钢和B340-590DP双相钢点焊焊接接头的抗剪强度、金相组织以及显微硬度的研究与分析,探索了热成型钢的点焊性能。分析表明:热成型钢具有良好的焊接性能,通过工艺优化可以满足实际生产的需要。

热成型钢板、铝硅镀层钢板和热镀纯锌镀层钢板的耐蚀性研究

过去几年,热成型镀层钢板被广泛用于汽车轻量化零部件,以满足汽车工业日益严苛的燃油消耗、温室气体排放和乘员安全性法规要求。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和盐雾试验箱等设备,对裸板、锌基镀层和铝硅镀层热成型钢板的形貌和腐蚀性能进行对比分析。结果表明:3种热成型材料的金相组织均为马氏体和少量残余奥氏体组织;铝硅镀层和锌基镀层热成型钢板镀层完整,未出现贯穿到基材的裂纹;热成型裸板脱碳层深度约为10μm,铝硅镀层由α-Fe相、Fe_(2)Al_(5)相、FeAl相和Fe_(2)Al_(5)相4层结构组成,锌基镀层主要由α-Fe相组成;裸板、铝硅镀层、锌基镀层热成型钢板在中性盐雾环境下出现5%红锈的时间分别为6,76,96 h,腐蚀深度分别为257,134,66μm;经电泳处理后的裸板、铝硅镀层、锌基镀层热成型钢板在中性盐雾环境下的腐蚀宽度分别为75.6,42.3,143.8μm,腐蚀深度分别为32.2,7.0,2.5μm,抗腐蚀性能排序为锌基镀层电泳板>铝硅镀层>裸板。

多脉冲热成型钢点焊工艺研究

热成型钢具有高强度、轻量化等特点被越来越广泛运用至汽车车身生产制造中,但由于热成型钢自身的化学成分及成型方式造成可焊性较差、易产生飞溅和焊点不良。本文采用预热电流、预热电流+单脉冲/多脉冲电阻点焊工艺对热成型钢三层板进行焊接,对比了不同模式下焊核直径/外观面、抗拉强度、现场跟踪飞溅情况、博世KSR曲线、金相显微分析。研究表明预热电流+二次脉冲为最优焊接工艺,可获得无飞溅、抗拉强度高、组织及性能良好的焊接接头。

热成型钢边部性能均匀性研究

针对热成型钢边部硬度不均的现象,通过实验优化合金成分,在原有成分体系的基础上,降低Mn、Cr的含量,得到合适的成分配比,降低钢板的淬透性,同时考虑到改进成分对力学性能可能造成不利的影响,对实验钢力学性能、微观组织等进行分析测定。结果表明实验钢的力学性能满足车身防撞钢管生产要求,同时带钢边部硬度均匀性得到有效改善。

热成型钢在商用车前下防护横梁的轻量化应用

针对普通钢材前下防护装置笨重、铝合金前下防护装置成本高的问题,采用热辊弯热成型钢,通过防撞横梁断面及总成结构优化,旨在开发一种满足GB 26511—2011《商用车前下部防护要求》要求的低成本轻量化前下防护装置,并对其进行安全性能分析。结果表明,新设计热成型钢前下防护装置满足法规要求。相比于普通钢材前下防护装置,降重37%;与铝合金前下防护装置相比,成本降低40%。

Nb-Ti、V-Ti微合金化对2 GPa热成型钢折弯与氢致延迟开裂性能的影响

为研究实际工业应用中不同微合金化方式对2 GPa热成型钢折弯性能和氢致延迟开裂性能的影响,在模具热冲压后,对采用Nb-Ti和V-Ti两种微合金化方式的2 GPa热成型钢的上述能进行了表征。结果表明:Nb-Ti微合金钢的折弯与氢致延迟开裂性能要优于V-Ti微合金钢,无镀层微合金钢的折弯与氢致延迟开裂性能要显著优于铝硅镀层钢;与V-Ti微合金化相比,Nb-Ti微合金化的细晶作用、更加细小的析出物尺寸、片状或细条状的析出物形貌、淬火后马氏体的特殊亚结构均有利于提高2 GPa热成型钢的折弯与氢致延迟开裂性能;铝硅镀层硬而脆的特征与对氢扩散的“封闭”作用,削弱了铝硅镀层钢的折弯与氢致延迟开裂性能。

550 MPa级别热成型钢的开发与生产实践

介绍了唐钢550 MPa级别的热成型钢的方法及过程,确定炼钢成分范围,由酸连轧机组生产冷硬钢带,冷硬钢带再通过退火涂镀工艺形成最终产品。通过对热轧板坯的出炉温度、酸洗质量、冷硬压下控制,以及涂镀的清洗、退火、光整等关键工艺参数控制,成功生产550 MPa级别的热成型钢。该产品具有较好强度和韧性,为热冲压件提供低强度区,保证了汽车的安全性能。

开轧温度对铌微合金化热成型钢氢致延迟开裂性能的影响

通过动态充氢恒载荷、氢渗透等实验研究轧制工艺对铌合金化热成型钢的氢致延迟开裂性能的影响.随着开轧温度从1000℃降低到950℃,热成型钢的氢扩散系数降低,氢致延迟开裂性能提高,耐腐蚀性能下降.透射电镜观察发现开轧温度为1000℃时MX型析出相尺寸为30 nm;开轧温度为950℃时热成型钢的MX型析出相尺寸为5 nm左右,可以观察到直径为50 nm Cr2C3析出相.作为氢陷阱的纳米析出相是提高实验钢氢致延迟开裂性能的主要因素.析出相不同的原因是开轧温度为1000℃时MX型析出相发生熟化现象,进一步抑制Cr2C3的析出.

基于LS-DYNA的热成型钢断裂失效预测研究

热成型钢在汽车行业的普遍应用,为汽车轻量化及燃油经济性带来显著提升.然而热成型钢特殊的淬火硬化工艺又使得其塑性延展性显著降低.因此在整车碰撞等大变形情况下,热成型钢断裂失效的准确模拟、预测显得尤为重要.论文以宝钢B1500HS热成型钢为研究对象,通过完善的材料力学实验,获得了LS-DYNA＊MATADDEROSION模块中Damage initiation and evolution criteria（DIEC）失效模型的各个参数,并通过设计热成型B柱子系统试验对该失效模型进行验证.结果表明DIEC失效模型可以准确预测热成型钢的断裂失效行为.该研究可对早期开发阶段的车身热成型结构优化设计提供参考.