汽车用第三代高强度钢QP980冲压成形性研究

QP钢是一种高强度高塑性的第三代高强度钢,为了论证QP980的冲压成形能力,采用虚拟成形分析和冲压实验相结合的方法研究了汽车用第三代高强度钢板QP980的冲压成形性,并与汽车常用的CR340、DP600、DP800、DP1000四种高强度钢板进行了对比研究,研究结果证明QP980的强度略高于DP1000的强度,冲压成形性则是QP980比DP600略好。应用第三代QP钢可解决高强度且形状较复杂的零件成形问题,在汽车安全性和轻量化研究中QP980可发挥重要作用。

高强度钢QP980激光焊接头的微观组织与力学性能

为解决高强度钢QP980在汽车轻量化应用方面存在的成分偏析、淬硬脆化和氢致开裂等焊接问题,开展了QP980钢激光焊接研究,对1.2 mm厚QP980钢进行焊接试验,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机和显微硬度计等手段,研究工艺参数对QP980钢激光焊接头微观组织和力学性能的影响。在所选焊接工艺参数下均获得了全焊透及表面成形良好的接头;QP980钢激光焊接头的横截面宏观形貌呈现“沙漏型”,接头可分为焊缝区、粗晶区、细晶区、临界热影响区、亚临界热影响区和母材区;不同工艺参数下接头的焊缝及部分热影响区的硬度均高于母材,且硬度最高值出现在细晶区,在焊缝的两端都存在一个软化区,随着热输入的增加,焊缝及热影响区的宽度变大,软化区也更加远离焊缝中心;不同工艺参数下接头的抗拉强度都能达到母材的强度,屈服强度均高于母材,而接头的伸长率都低于母材,说明在所选焊接工艺参数下,均获得了性能良好的焊接接头。

第3代高强钢QP980冲压稳定性研究

以具有典型断面特征的汽车前纵梁延伸板为试验对象,研究了第3代高强钢QP980的料厚公差、生产要素波动、高速冲压对零件成形质量的影响。通过在冲压过程中改变板材厚度、压边力和润滑条件,验证了QP980钢适合制造外形相对复杂、强度要求相对高的汽车冲压件,具有较好的冲压稳定性。

QP980超高强钢V型弯曲回弹特性研究

针对第三代QP980超高强钢弯曲时容易出现回弹问题,通过V型弯曲试验研究了弯曲角度和相对弯曲半径对回弹的影响规律,掌握了QP980超高强钢的回弹特性。研究证明:QP980超高强钢的回弹角与相对弯曲半径成正相关性,与弯曲角度成负相关性。同时基于弯曲理论,采用最小二乘法对回弹角与相对弯曲半径和弯曲角度的关系进行拟合,获得QP980超高强钢弯曲回弹预测模型,为QP980超高强钢的弯曲工艺设计提供理论参考。

QP980高强钢激光焊温度场及接头组织演变仿真分析

为了探究QP980高强钢激光焊接热循环过程微观组织演变机理,通过材料的合金成分,用JMatPro软件计算QP980高强钢的高温热物理性能,将这些参数代入Sysweld软件模拟了试件温度场的分布,通过仿真结果与实验结果对比验证该模型的准确性。并结合焊接热循环过程的冶金相变等理论知识,分析了QP980高强钢激光焊接接头在焊接热循环作用下的微观组织演变的机理。结果表明:在焊接过程中焊缝中心的铁素体迅速奥氏体化,冷却后焊缝中心的铁素体和残余奥氏体的相体积分数分别由初始状态的51.9%、10.6%全部转变成马氏体组织,马氏体则由初始状态的37.5%增加到接近100%;而亚临界热影响区的热循环峰值温度低于Ac1,产生回火马氏体导致接头软化。

QP980-DP980异种先进高强钢激光焊接头微观组织及力学性能

采用光纤激光焊实现了异种汽车用先进高强钢QP980与DP980的拼焊连接,对异种焊接接头的微观组织、硬度分布进行了观察和测试,对焊接接头的拉伸性能进行了测试,对断口形貌进行了观察和分析。结果表明,焊缝区域的组织全为马氏体组织,且硬度最高(535 HV);两侧焊接热影响区均可分为完全相变区、不完全相变区和回火区三个区域。两侧热影响区中的完全相变区由于冷却速度快全部为马氏体组织,硬度提高;不完全相变区部分形成马氏体,成为马氏体和铁素体的混合区,回火区由于回火马氏体的出现使其硬度下降。QP980侧的回火区由回火马氏体、铁素体和残余奥氏体组成;DP980侧的回火区由回火马氏体和铁素体组成。接头拉伸断裂发生在DP980侧热影响区,抗拉强度达到DP980母材的98.9%,断后伸长率约为DP980母材的70.9%,断裂模式为韧性断裂。

QP980在汽车座椅靠背边板上的应用与仿真分析

汽车座椅靠背边板零件的热门材料为DP钢,现采用宝钢第三代超高强钢QP980进行冲压,运用Auto Form有限元分析软件模拟QP980冲压成形过程,并对比分析DP980的成形状态,通过试验试制了QP980座椅靠背边板零件,并与仿真结果进行对比。结果表明,在相同工艺条件下,QP980具有更好的成形性,零件安全裕度较大,而DP980有开裂风险;同时CAE仿真能够准确预测零件成形过程中存在的缺陷,并优化工艺参数,指导模具设计工作。

QP980热轧中间道次开裂原因分析

针对供冷轧QP980高强钢用热轧原料生产中存在中间坯断裂的问题,通过观察裂纹缺陷的宏观、微观形貌,以及分析其热轧工艺和化学成分,找出了裂纹产生的原因,并提出了改进措施。板坯导热系数小且冷装以及加热速率快导致板坯内应力过大,使板坯在加热炉内产生微裂纹,并在粗轧过程中不断扩展,是造成热轧中间开裂的主要原因。板坯热装,降低加热升温速率后,实现了QP980高强钢的稳定生产。

汽车用第三代高强钢QP980冲压工艺设计

通过Simufact.Forming有限元软件建立了高强钢QP980热冲压有限元模型,对W形件的成形以及保压淬火过程进行了模拟,模拟结果表明该工艺有效。分析了热冲压过程中温度和保压时间等工艺参数对工件应力应变的影响,通过合理选取热冲压模具材料及重新设计模具结构,改善了高强钢在热成形过程中存在的问题,有效提高了冲压件质量。

基于成形特性的宝钢QP980试验研究及典型应用

深入解析了宝钢第3代高强钢QP980与第1代高强钢DP980和DP780的力学性能、成形极限和扩孔性能等冲压成形特性的差异。试验结果表明:QP980具有良好的塑性,伸长率约为20%,接近于DP780,比DP980高约5%;QP980钢成形极限较高,QP980-1.2mm的FLD0约为27%,与等厚度的DP780相当,而QP980-2.0mm的FLD0约为34%,明显高于等规格的DP980;QP980钢具有良好的扩孔性能,保障了翻边和扩孔性能,且优于DP980。研究结果表明,宝钢QP980与DP980相同强度等级的基础上与DP780成形性能相当,良好的强塑积满足于外形相对复杂、强度要求高的车身骨架件和安全件,并在典型复杂超高强钢骨架件上成功试冲得到验证。

QP980超高强钢A柱补强板冲压成形性能分析

为了实现汽车的轻量化,汽车钣金件中开始使用超高强钢。基于QP980超高强钢,从A柱补强板入手,分析其冲压成形性能。根据A柱内部补强板创建UG模型,然后,设计冲压成形工序、进行冲压工艺分析,参考最大减薄率、起皱准则和回弹量3个标准,判断冲压成形质量,并与DP780高强钢进行对比。利用有限元模拟分析得出:在1200 kN压边力的作用下,应用QP980超高强钢的A柱补强板的最大减薄率达到要求范围,但是,起皱以及回弹量较大;并且,3种情况下均比DP780高强钢差。在3种不同压边力下,对QP980超高强钢进行冲压工序试验,试验结果表明,QP980超高强钢的冲压成形性能与压边力有较大关系。

QP980和DP980高强钢板的抗延迟断裂性能

高强钢零件的延迟断裂现象是汽车使用安全性的严重威胁。针对QP980和DP980两种高强度汽车用钢板,基于单向拉伸实验和电化学充氢,分析了预变形对高强钢充氢后的伸长率及强度的损失规律,对比了DP980和QP980的抗延迟断裂性能。研究发现,预应变从0至7%变化时,QP980和DP980均发生严重的塑性损失,但在同一预应变下,QP980的各项塑性损失几乎均大于DP980,得出QP980的抗延迟断裂性能较DP980差。通过断口形貌分析,发现QP980相比DP980更易受到氢的侵入从而脆化,从而验证了实验结果的准确性和科学性。