预应变对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响

研究了预应变对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响,测试了不同预应变下的烘烤硬化(BH)值,用透射电镜对位错组态进行观察,通过内耗实验获得SKK峰。结果表明:BH值随着预应变量的增加而增大;10%预应变时的位错密度和SKK峰明显大于2%预应变时的位错密度和SKK峰;随着预应变量的增加,位错已经由原始的不均匀分布逐渐缠结形成位错胞壁,得到类似于纤维状变形胞的亚结构,其分布方向即是材料流变伸展的方向;SKK峰越高,Cottrell气团的强化作用越大。

烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响

研究分析烘烤温度、烘烤时间、预应变量等烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响。结果发现在烘烤温度小于140℃时,BH值随着烘烤温度的增加而显著增加,烘烤温度高于140℃时,温度对其影响不大;2%预应变、140℃烘烤条件下,超低碳钢的烘烤硬化效应在数分钟内迅速表现出来,20分钟内达到最大,随保温时间的继续增加,BH值并无明显变化;预变形量对BH值有一定的影响,大于2%的预变形反而会减弱烘烤硬化效应。

应用有限元模拟研究退火温度对超低碳烘烤硬化钢力学性能的影响

对超低碳烘烤硬化钢在740℃到800℃之间进行退火,通过拉伸试验获得试样的力学性能。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对试样的拉伸过程进行模拟并验证模拟过程的可行性,同时也解释了拉伸过程中出现的非正常断裂现象。对拉伸过程正常断裂试样的模拟及试验结果计算获得合适的模拟参数。模拟结果显示,拉伸过程中非正常断裂的退火试样应在中间位置断裂,其延伸率相比其他试样并没有很大的突变。认为有限元模拟可以对超低碳烘烤硬化钢的拉伸行为的预测起到一定指导作用。

双向拉伸时超低碳烘烤硬化钢的烘烤硬化性能

研究了双轴拉伸时超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能,测试了3种加载比例下的烘烤硬化(BH)值,并且用ANSYS软件模拟了十字试样双向拉伸时的应力应变状态以及分布。结果表明:3种加载比例下,BH值随y轴预应变量的增加而增大;试样处于双向拉力的平面应力状态和两向伸长、一向缩短的应变状态。中心区域的应变分布较均匀,基本呈同心圆的状态分布,但是中心区域的应变数值小于十字拉伸臂上的,这说明了十字拉伸试样的中心实验区很难达到塑性变形。

冷轧超低碳烘烤硬化钢的时效性研究

通过加速时效和自然时效方式,研究了两种不同成分体系冷轧超低碳烘烤硬化钢的强度变化趋势。经过加速时效和自然时效后,超低碳烘烤硬化钢的屈服强度、屈服延伸率上升,断裂延伸率下降,抗拉强度无明显变化;硼元素的添加可以改善超低碳烘烤硬化钢的抗时效性。加速时效过程中超低碳烘烤硬化钢的屈服强度、断裂延伸率、屈服延伸率在时效初期变化较快,随后逐步趋于稳定,在变化曲线上会显现出拐点;自然时效在强度变化曲线上无拐点。

工艺参数对超低碳烘烤硬化钢固溶碳含量和烘烤硬化性能的影响

采用内耗仪和拉伸试验机研究了不同工艺参数(卷曲温度、退火温度、缓冷温度)对超低碳烘烤硬化钢(ULC-BH钢)的固溶碳含量和烘烤硬化性能的影响。结果表明:卷曲温度对ULC-BH钢的固溶碳含量和烘烤硬化值(BH_(2)值)影响较小;随着退火温度升高(780~840℃),ULC-BH钢的固溶碳含量和BH_(2)值逐渐增大,固溶碳含量增幅为2×10^(-6)~3×10^(-6);随着缓冷温度升高(650~710℃),ULC-BH钢的固溶碳含量和BH_(2)值逐渐降低,固溶碳含量降幅约为1.5×10^(-6)。

Mn和P在超低碳烘烤硬化钢中的分布形态及其对拉伸行为的影响研究

将2种不同成分的烘烤硬化钢(BH-Mn钢和BH-P钢)加热至800℃,保温2 min后水淬;采用3DAP技术、内耗实验及拉伸性能检测分析Mn和P对超低碳BH钢的间隙原子分布及Cottrell气团的影响,从而得出固溶元素分布对拉伸行为的影响机制.结果显示,在BH-P钢中,P以明显的偏聚形式存在,并和C发生共偏聚现象,从而造成对位错的强烈钉扎,这是导致拉伸过程中BH-P钢产生明显屈服平台的主要原因;在BH-Mn钢中,由于固溶Mn几乎不产生偏聚,而且固溶C的偏聚也很少,因此BH-Mn钢的强度低于BH-P钢,塑性则优于后者;P和C的共同偏聚及其对位错的强烈钉扎能够影响Snoek-Ke-Koster内耗,使Snoek-Ke-Koster峰消失.

退火温度对超低碳烘烤硬化钢织构和固溶元素影响

采用光学显微镜、EBSD测试技术和三维原子探针分别对超低碳烘烤硬化钢的微观组织、织构以及固溶元素进行分析。结果表明,超低碳烘烤硬化钢经过750～810℃退火后,退火组织均为等轴状的铁素体组织,退火织构主要为{111}有利织构。随着退火温度的增加,其晶粒尺寸和{111}织构的强度都不断增大。烘烤硬化钢板经过退火后碳和磷元素在晶界等缺陷处发生了不同程度的偏聚。通过三维原子探针相应的软件计算得出,固溶在钢中的含碳量随着退火温度的增加而增大。

超低碳烘烤硬化钢晶粒尺寸的变化规律

研究了成分和工艺参数对超低碳烘烤硬化钢板晶粒尺寸的影响。结果表明:随Nb、Ti含量(特别是Nb含量)的降低,析出相颗粒对再结晶的阻碍作用减弱,降低了再结晶温度,相对延长了晶粒长大周期;加快了退火时晶粒的长大,有利于获得较大的铁素体晶粒。提高连续退火温度、减小冷轧压下率均能显著增加ULC-BH钢冷轧退火板铁素体晶粒尺寸,提高终轧温度可使冷轧退火板铁素体晶粒有一定程度的粗化,但卷取温度对冷轧退火板铁素体晶粒尺寸影响不大。

预应变量对超低碳烘烤硬化(ULC-BH)钢硬化性能的影响

测定了ULC-BH钢1 mm退火冷轧钢板(/%:0.002C,0.008Si,0.60Mn,0.043P,0.009S,0.031Al,0.071Ti)经2%~10%预应变,170℃20 min烘烤后的烘烤硬化(BH)值,通过内耗实验获得不同应变时效下的内耗谱线,利用X射线衍射技术测定位错密度,研究了Cottrell气团对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响。结果表明,随预应变量增加,ULC-BH钢的BH值增大;随预应变量增加,Snoek峰逐渐降低,而SKK峰逐渐升高;经2%、6%和10%预应变,位错密度增大,分别为3.9×10^(10)/cm^2,8.4×10^(10)/cm^2和6.8×10^(11)/cm^2,相应的Cottrell气团密度逐渐减小。

微量钒对超低碳BH钢退火再结晶动力学和组织的影响

对添加微量钒的含钛超低碳烘烤硬化钢再结晶动力学和组织进行了研究。结果表明,加钒缩短了再结晶转变过程,同时降低了退火温度对再结晶转变曲线的影响且细化晶粒。添加钒元素使再结晶激活能Q值显著降低,表明含钒钢可降低再结晶退火温度,有节能降耗意义。此外加钒对热轧组织和再结晶组织均有良好影响。

不等厚ULC-BH钢激光拼焊接头硬化机制

采用两种激光光斑加热位置,对不等厚超低碳烘烤硬化钢板进行激光拼焊,分别测定拼焊接头的显微硬度,对比分析其组织性能差异,探讨热影响区硬化软化机制.结果表明,光斑偏向厚板时,拼焊焊缝两侧组织硬度曲线较为对称;在焊接热循环作用下,热影响区基体中饱和科特雷尔(Cottrell)气团析出细小弥散的NbC等第二相颗粒,使得热影响区强硬化;光斑置中时,容易使薄板热输入过渡,析出的第二相颗粒聚集长大,热影响区重新软化,容易导致冲压时开裂.

精密扭摆内耗仪的研究进展及其钢中固溶碳测定

介绍了新一代精密扭摆内耗仪的研究进展.其中:使用悬挂架对中机构以保证摆杆只有一个自由度的运动形式,从而改进了机械结构与仪器功能;采用多层次抗震吸振机构以避免环境振动对仪器的干扰;电控系统关键部件采用直接数字频率合成技术,采用光电磁耦合制动机构以提高测量速度;内耗计算采用相关计算法以提高其精度;并将其用于形状记忆合金CuZnAl的内耗以及超低碳烘烤硬化钢中固溶碳含量的测定.结果表明,所研制的扭摆内耗仪的测量精确度可达10-5,最低频率达1 mHz,具有较高性价比,其实用性能远高于国外同类仪器.

固溶碳含量对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响

研究了固溶碳含量对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响,测量了不同烘烤时间下的烘烤硬化(BH)值,通过内耗试验分析固溶碳含量变化。结果表明,对试样进行相同预变形、不同时间烘烤硬化处理后,随烘烤时间增加,BH值先快速增大再基本不变最后增大;Snoek峰峰高随烘烤时间的延长而降低,固溶碳含量随时间延长而降低;对于试验钢,常规的烘烤工艺170℃×20 min没有达到最大的BH值,但继续增加烘烤时间BH值提高缓慢。

P对含V高强ULC-BH钢再结晶{111}面织构的影响

借助电子背散射衍射(EBSD)技术、透射电镜(TEM)及俄歇(Auger)电子能谱分析新型添加V的ULC-BH钢再结晶退火过程中微观织构演变、析出行为及P晶界偏聚。结果表明:P提高ULC-BH钢{111}<112>织构强度,削弱{111}<110>织构强度,总体表现为P对γ纤维织构有利。P的添加推迟ULC-BH钢再结晶时间,在相同退火条件下,含磷ULC-BH钢晶粒尺寸要小于普通的ULC-BH钢。对于Ti含量较低的含V的ULC-BH钢,退火过程中析出物稀少且对再结晶织构的演变影响较小,P的晶界偏聚是影响再结晶织构的重要因素。

ULC-BH钢常规轧制和铁素体区轧制组织与性能比较

在实验室完成超低烘烤硬化钢的常规奥氏体区和铁素体区润滑轧制,观察了组织,比较了在2种不同轧制制度下的组织差别;并通过MTS810拉伸实验机的综合性能测试,比较了2种制度下的性能。可以看出,在铁素体区轧制除值外,其它性能均能满足要求。作者认为,造成值降低的主要原因是铁素体区的固溶碳原子较多所致,但具体原因还有待进一步研究。但是,通过铁素体区轧制并结合合理的退火制度,可生产出满足要求的超低碳烘烤硬化钢。