强制冷却对搅拌摩擦加工QP1180钢组织与力学性能的影响

分别在空气和液态CO_(2)强制冷却条件下对QP1180钢进行了搅拌摩擦加工(FSP),采用OM、SEM、EBSD和TEM技术研究了加工区微观结构特征和力学性能。结果表明,在空气和强制冷却条件下,FSP加工后QP1180钢内部均形成了细小的铁素体和马氏体,其中铁素体含量分别为13%和20%,晶粒尺寸分别为1.7和0.9μm,位错密度分别为1.84×10^(14)和2.53×10^(14) m^(-2)。在空气冷却条件下,FSP加工后QP1180钢的抗拉强度和伸长率分别为1450 MPa和15%。与空气冷却条件下相比,强制冷却条件下FSP加工后QP1180钢的抗拉强度和伸长率分别提高至1640 MPa和28%。在空气和强制冷却条件下,FSP后QP1180钢的断裂方式分别呈现出韧脆混合型和韧性断裂特征。

QP980和QP1180的塑性变形及断裂行为

完成了QP980和QP1180两种超高强钢从准静态到500 s^(-1)应变速率范围内的拉伸实验,归纳了应变速率对QP980和QP1180力学性能和断裂特性的影响规律,分析了高应变速率下QP钢的塑性断裂机理。结果表明,应变速率从准静态上升到500 s^(-1),QP980和QP1180的屈服强度和抗拉强度均略微增长,均匀伸长率和断裂伸长率也随应变速率的增加而增加。但是两种材料的纵向断裂应变随应变速率的增加而波动变化,此外,QP1180相比QP980具有较大的断裂应变和更优良的断裂塑性。不同应变速率下,QP980和QP1180断口均呈圆形韧窝形貌。随应变速率的增加,圆形韧窝直径逐渐增大,韧窝深度变深。在相同应变速率下,QP1180圆形韧窝的直径和深度均比QP980大。低应变速率下,两种材料的塑性应变速率敏感性低,"TRIP效应"无明显差异;当应变速率超过5 s^(-1)后,两种材料变形初期的应变速率敏感性指数相对较大,"TRIP效应"减弱,但材料强度仍然增加。两种材料均具有多段的硬化能力特性,且均对应变速率不敏感。

车身用第三代高强钢QP1180冲压成型性能研究

Q&P钢是具有高强度和较高塑性的第三代汽车用先进高强钢。为了论证QP1180钢的冲压成型能力,使用光学显微镜和扫描电镜对其进行了微观组织观察和分析。同时,采用AUTOFORM有限元模拟进行CAE分析,再结合实际冲压实验来研究QP1180钢的冲压成型性。并与汽车常用的DP800、DP1000和QP980三种高强度钢板进行了对比研究。研究结果证明:QP1180钢的微观组织是以板条马氏体为基体,铁素体和残余奥氏体均匀混合分布。其强度和冲压成型能力均远高于DP1000。应用QP1180钢可解决高强度且形状较复杂的零件成型问题,在汽车安全性和轻量化研究中发挥重要作用。

电阻点焊异质DP1000–QP1180钢板的组织和力学性能（英文）

研究了焊接参数对电阻点焊DP1000–QP1180异质接头组织和力学性能的影响。QP1180侧的热影响区宽度比DP1000侧的小。热影响区的宽度和压痕深度随着焊接电流增大和焊接时间的延长而增大。熔核尺寸随着焊接电流的增大而增大,但在低电流条件下,熔核尺寸随着焊接时间的延长而增大,在高电流条件下,熔核尺寸随着焊接时间的延长而减小。DP1000侧的硬度最低。在QP1180侧,热影响区中心硬度最高。随着焊接电流的增大,焊缝区硬度降低,拉伸剪切载荷增大。在较低的焊接电流下,焊接时间对拉伸剪切载荷没有影响。伸长率随焊接时间的延长而减小,而焊接电流与伸长率之间没有关系。强度较高的点焊接头具有较强的韧性断裂特性。

DP1180和QP1180钢组织与力学性能的比较

对汽车用钢DP1180和QP1180进行显微组织观察并对其力学性能进行比较。比较发现,DP1180钢组织主要为马氏体(M)和铁素体(F),F为基体相,岛状M分布于其上。QP1180钢组织主要为马氏体(M)、铁素体(F)和极少量残余奥氏体(Ar)。DP1180钢和QP1180钢屈服强度和抗拉强度几乎相同,但QP1180钢由于具有少量的Ar,使其具有优良的伸长率。

QP1180超高强钢复杂构件冷冲压成形性能

针对QP1180钢汽车B柱,通过有限元模拟、冲压试验、扫描电镜等方法研究了零件冷冲压成形性能。模拟结果表明:压边力为1400 kN、摩擦因数为0.17、冲压速率为500 mm·s^(-1)下,零件主要部位的最大减薄率为12.7%,成形性良好。试验结果表明:冷冲压成形零件无起皱和开裂缺陷,成形质量较好。成形后零件D处的抗拉强度达到1343 MPa,伸长率达到24.5%,强塑积达到32.9 GPa·%,表现出较高的应变诱导强化能力;E处的强塑积达到30.2 GPa·%;F处的抗拉强度达到1454 MPa,强塑积为22.1 GPa·%。3处显微硬度均达到410 HV。零件变形较大区F处明显比D处的残余奥氏体含量少,马氏体含量多。3处断口形貌均为韧性断裂。D处的韧窝尺寸大,深度较深,塑性好;E处的韧窝尺寸变小,韧窝深度变浅;F处则出现明显撕裂棱,材料塑性下降。

超高强梁类零件凸包的辊冲成形工艺分析

针对超高强钢梁类零件的凸包特征,基于ABAQUS仿真平台建立了凸包辊冲成形仿真分析模型,对不同圆角半径的凸包进行辊冲成形分析。结果表明,辊冲可安全成形凸包,当凸包的圆角半径增大时,其辊冲成形最大Mises应力和最大应变、最大减薄率均减小,凸包最小安全成形圆角半径R为6mm。

第三代超高强钢QP1180硬化与失效行为研究

超高强钢材料是当前汽车上应用最广泛的轻量化材料,精确预测其在整车碰撞过程中的失效风险是目前行业内面临的主要挑战。以第三代超高强钢QP1180为研究对象,采用修正的幂函数硬化模型(MPL模型)来描述变n值类材料的硬化行为,并采用液压胀形方法来验证不同硬化模型外推准确性。设计了5种不同应力状态加载工况,通过DIC测量方法获得了QP1180材料在试验加载工况下断裂极限应变,基于试验数据完成了MMC断裂极限准则参数拟合,通过优化方法完成GISSMO损伤模型参数识别,并进一步设计了帽型梁特征件三点弯曲试验来验证失效特性表征结果。结果表明,MPL硬化模型直接外推预测精度明显优于Swift与H-S模型,更适用于QP1180材料;在复杂非线性应变路径下,GISSMO损伤模型可以较好预测材料的失效行为。

高温变比例双向拉伸试验机测控系统研究

获得金属材料高温条件下的双向拉伸力学性能,是研究超高强钢局部加热变截面辊弯成形机理的前提,以材料热双向拉伸试验的核心需求为背景,研发一套能够获取材料在不同温度、不同加载路径下的力学特性实验设备。通过对比不同的加热方式,最终采用PID控制高频电磁加热方式,实现对试件加热区恒温控制;开发视频引伸计,代替接触式引伸计,检测试件测量区的实时形变量;根据实验要求,基于PID算法,对双向四轴进行速度规划,实现变比例载荷控制。对QP1180超高强钢在350℃下进行7组不同加载比例的双向拉伸试验。对试验结果进行误差分析,温度控制平均误差0. 30%,视频引伸计测量标定误差0. 71%,变比例载荷控制平均误差0. 56%。结果表明,该热双向拉伸试验机方案有效,控制精度达到实验要求,具有一定的工程应用价值。

1180 MPa级超高强钢慢速率拉伸延迟开裂性能

针对DP1180和QP1180两种超高强度汽车用钢板,通过微观组织分析和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了这两种1180 MPa级超高强汽车钢的延迟开裂性能。试验结果表明,DP1180钢的微观组织为马氏体+铁素体,QP1180钢的微观组织为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体。试验钢的延迟开裂性能用其在0. 1 mol·L^(-1)的HCl介质中与空气介质中的力学性能指标的比值表示。QP1180钢断裂时间、断面收缩率、断后伸长率、抗拉强度的比值均低于DP1180钢,说明0. 1 mol·L^(-1)的HCl介质对QP1180钢力学性能指标影响更大些,其延迟开裂的敏感性更高。