1500 MPa级含Al低密度马氏体超高强钢的相变行为和力学性能

采用全自动相变仪、扫描电子显微镜、电子万能拉伸试验机、宏观硬度计等设备和Thermo-Calc热力学计算软件研究了3种1500 MPa级不同Al元素含量对马氏体超高强钢的相变行为、显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,相对于不含Al实验钢,Al质量分数为3%实验钢的Ac1温度提高了24℃,Al质量分数为1.5%实验钢的Ac3温度提高了99.8℃,并且与不含Al实验钢相比,含3%Al的实验钢密度降低4.15%。随着Al含量的增加,实验钢热轧后直接水冷至室温的组织由单一的板条马氏体转变为马氏体+沿轧向拉长的铁素体两相层状组织。由于固溶强化以及混合法则的影响,马氏体超高强钢的抗拉强度与硬度都随Al含量的增加呈现出先增加后减少的趋势,1.5Al钢轧向抗拉强度达到1723 MPa,硬度达到530HV,而3Al钢轧向-40℃低温冲击韧性最大可达到363 J。

基于三点弯曲的马氏体超高强钢弯曲性能试验

基于三点弯曲试验,研究了马氏体超高强钢的弯曲性能。利用二分法原理安排了"基于凸模尺寸"的试验。得到了不同弯曲角度下、以最小相对弯曲半径为表征的弯曲成形性能,并分析了其影响因素。对于1180 MPa级别及以下马氏体钢,在120°弯曲角及以下,均有Rmin/t<1。对于1300MS和1400MS,Rmin/t≥2.5;且大于90°弯曲角后,弯曲性能对弯曲角度不敏感。各向异性对马氏体超高强钢最小相对弯曲半径的影响显著,沿轧制方向(L)的弯曲性能优于垂直于轧制方向(T);各向异性指数不能准确地表述马氏体超高强钢不同方向的弯曲变形行为和弯曲性能差异。随着强度的升高,断后伸长率接近线性下降,弯曲变形时相对弯曲半径值增大,弯曲性能下降,但并无很好的线性关系。

先进超高强马氏体钢的成形回弹控制

先进超高强马氏体钢是汽车轻量化极具潜力的钢种,但其强度高、塑性低、成形回弹量大,成形精度难以保证。文章以有限元软件ABAQUS为平台,针对1500MPa级别马氏体钢开展回弹控制方法研究,并进行实验验证。研究表明,采用变压边力和成形拉伸(form drawing)均可有效抑制回弹,而后者表现了更好的回弹抑制效果,成形拉伸中的压边力加载时刻与压边力对回弹抑制效果影响较大。

超高强马氏体钢开裂失效分析

由于超高强马氏体钢零件安全服役期发生开裂,因而对失效及非失效的零件、基材进行分析。结果表明,通过恒应变试验中的U型弯梁试验得知失效及非失效的零件的基材都具有良好的抗氢致延迟开裂能力。基材由于生产工艺的差异造成组织结构不同,开裂基材组织为片状马氏体,未开裂基材组织为板条状马氏体。在加工成相同零件时,由于马氏体的组织结构差异,造成加工成形过程中内部协同变形均匀程度不同,开裂件内残留较大应力,且开裂件组织内部形成大量位错塞积后造成应力集中,局部应力率先达到极限,最终引发开裂。