22MnB5硼钢板热冲压成形组织及力学性能研究

对22MnB5硼钢板热冲压成形工艺进行实验研究,制定22MnB5硼钢板奥氏体化工艺制度,分析奥氏体化时间和保压时间对22MnB5硼钢板成形性能及力学性能的影响规律。结果表明,22MnB5硼钢板的奥氏体化时间为5min,保压时间为60s时,热冲压效果较好,冲压件的抗拉强度在1550 MPa,强塑积在15.6 GPa·%,加工件的金相组织为马氏体。22MnB5硼钢板合适的热冲压成形工艺制度为奥氏体化温度950℃,奥氏体化时间为5min,保压时间为60s。

22MnB5硼钢的气雾淬火工艺参数优化

对比研究了常规固体淬火、气态压缩空气淬火和气雾(氮气和水)淬火3种方式,发现气雾淬火具有最大的淬火能力和淬火速率调节范围。采用Box-Behnken模型对气雾淬火方式下加热温度、保温时间和开始淬火温度工艺进行三因素三水平响应曲面试验优化,并对试验结果进行回归分析,建立气雾淬火后工艺因素对板料力学性能的响应曲面模型并进行优化,得到了高强度22MnB5硼钢最佳气雾淬火工艺参数为:加热温度893.21℃,保温时间5.35 min,开始淬火温度706.09℃,淬火硬度预测值538.644 HV,与试验工况(893℃-5.35 min-706℃)的结果基本一致。

车身用22MnB5超高强热成形钢的热变形行为及热加工图

为确定22MnB5硼钢的热成形工艺,采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行热模拟拉伸实验,变形温度为773~1223 K,应变速率为0.01~10 s^(-1)。结果表明:22MnB5硼钢具有较强的正应变速率敏感性,其峰值应力随变形温度的升高而减小;除773 K/0.01 s^(-1)外,硼钢的流变应力随应变的增大逐渐增大,当达到峰值后趋于稳定;采用Arrhenius双曲正弦函数模型建立了硼钢的力学本构方程,确定了峰值应力下的热变形激活能Q为26.54~53.77 kJ/mol,其值随应变速率的增加先增大后减小,随变形温度的升高先减小后增大;基于动态材料模型构建了峰值应力下的硼钢热加工图,其热成形显微组织与变形温度和应变速率密切相关。基于此,确定了硼钢的热加工工艺:成形温度988~1058 K、应变速率0.01~0.1 s^(-1);成形温度1143~1223 K、应变速率0.01~0.02 s^(-1)。

高强度硼钢22MnB5的热变形方程及其模拟应用

利用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为700℃～950℃、应变速率为0.01/s～0.4/s的条件下,对高强度硼钢22MnB5的热变形行为进行研究。结果表明,随着变形温度的升高,硼钢的延伸率升高,变形抗力降低;随着应变速率的提高,硼钢22MnB5的变形抗力和延伸率增大。根据高温拉伸实验得出的数据,构建硼钢22MnB5的稳态流变应力模型和热变形方程,并将试验结果和构建的本构方程输入ABAQUS软件进行U型件热弯曲成形的回弹模拟,数值模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的可靠性和正确性,为成形所需的最大载荷及设备选择提供依据。