冲裁工艺对超高强钢边部拉伸性能影响的试验研究

目的冲裁加工后的超高强钢板材在成形过程中会因边部开裂而显著影响生产的稳定性,针对这一问题,对超高强钢板材冲裁边部开裂行为的影响因素进行研究。方法选用DP980与QP980材料,采用模具冲裁拉伸试样,用DIC的剪切边拉伸试验研究了不同的冲裁间隙以及打磨试样边部、模具磨损情况对超高强度钢力学性能和边部拉伸能力的影响,并采用DIC方法追踪拉伸试验的断裂过程,分析边部裂纹的扩展过程和断口形貌。结果通过对比试验结果发现,冲裁试样很容易发生边部开裂,冲裁间隙越大,断裂时刻越提前,断裂伸长率越小,边部成形性能越低,在冲裁间隙为材料厚度的9%~10%时,2个钢种断裂应变均最大,边部拉伸性能相对优异,材料的边部断裂也容易受到轧制方向的影响,边部断裂最先沿着轧制方向出现在边界处。模具磨损使冲裁的试样在拉伸试验过程中更容易断裂,打磨冲裁试样边部可以提高拉伸性能。在断裂形式上,2个钢种的冲裁试样均容易从边部开裂,QP980形成横-斜裂纹,冲裁间隙增大使横向裂纹变长,而DP980试样断口则均为斜裂纹。结论相同强度等级QP980钢和DP980钢均对冲裁边敏感,冲裁边对边部拉伸性能的影响较大,可以通过选择良好的模具工况、合适的冲裁工艺参数以及增加打磨工艺等,提高材料的力学性能和边部拉伸性能。

超高强钢制电池包底部球击试验与仿真方法研究

目的研究超高强钢电池包底部球击工况的仿真分析方法,通过实物试验验证仿真分析方法的准确性。方法通过建立电池包底部球击的仿真模型,对底部球击工况进行数值模拟,分析球击过程中应力-应变分布和底板承受变形的能量情况。开展底部球击实物试验,并与模拟结果进行对比分析。结果在球击过程中,随着球击头撞击底板位移的增大,挤压力逐渐增加,底板变形能量也逐渐增加;当挤压力达到10 kN时,仿真位移为19.127 mm,试验结果位移为20 mm。当位移达到20 mm时,仿真底板变形能量为73.716 J,试验结果为70.581 J,仿真与试验结果较为一致。结论超高强钢电池包在底部球击试验中未发生开裂,满足标准要求,数值模拟方法可以为电池包底部球击工况提供指导。

B441铁素体不锈钢高温耐腐蚀行为研究

用热重分析法研究了B441铁素体不锈钢表面粘有盐条件下的高温耐腐蚀动力学,采用XRD和SEM分析了B441高温耐腐蚀后腐蚀层结构。研究表明,整个高温腐蚀过程是一种"氯化—氧化—氯化"自催化过程,在腐蚀初期主要表现为失重,随后出现增重,表面腐蚀产物为疏松多孔的无保护性富铁氧化物Fe2O3和(Fe,Cr)3O4。当温度升高到700~800℃时,沿不锈钢基体晶界发生内氯化和内氧化,不锈钢的腐蚀加速。

超高强QP980钢激光焊缝组织和性能研究

采用CO2激光焊对1.6mm厚第三代超高强钢QP980进行对接焊,对接头进行分析,结果表明,焊缝组织均匀,为马氏体组织,而激光焊接热影响区中近母材区域产生的回火马氏体,造成该区域硬度显著降低,出现热影响区软化;焊接接头存在轻微软化现象;焊接接头表现出良好的力学性能和成形性能,焊缝杯突开裂位置垂直于焊缝。

常见切边刀口模具钢成分和性能对比分析

采用光谱仪测定5种常用冷作模具钢(Caldie、Cr12MoV、ASP60、DC53和LD)的成分,并结合光学显微镜、硬度仪、冲击试验机与销盘式摩擦磨损试验仪,对其成分和性能对比分析,最终选取合适的高性价比切边刀口模具钢。试验结果表明Caldie的纯净度最优,退火态冶金质量最好,同时具有较好的强韧性及耐磨性,是合适的高性价比切边刀口模具钢。

QP980高强钢前纵梁后段零件冲压成形性分析

通过显微组织分析、拉伸试验、FLC试验等方法分析了QP980材料的力学性能和成形性能,结果表明QP980材料具有较好的成形性,可适用于深拉深零件,并以某车型前纵梁后段零件为研究对象,基于QP980材料的成形特性,提出了优化零件拔模角度、增大局部倒角半径、增加吸皱筋槽等改进措施,显著提升了零件的成形性,基于分析结果成功开发出QP980前纵梁后段零件。

汽车典型超高强钢零件几何结构对扭转回弹的影响规律

以A柱上内板零件为例,研究零件几何结构对成形后扭转回弹的影响规律。根据零件设计流程,将A柱上内板分为横截面和纵轴线,分别以横截面和纵轴线的结构参数为变量、以扭转回弹为响应建立响应面模型,分析各结构参数对扭转回弹的影响规律。结果表明,横截面中的直线1、直线3、角度2和角度4对扭转回弹具有显著影响。随着直线1和角度2的增大,扭转回弹值不断增大;随着直线2的增大,扭转回弹值先减小、后增大;随着角度4的增大,扭转回弹值先增大、后减小,且获得的最大扭转回弹值为0.215、最小扭转回弹值为0.050。纵轴线中,随着总长、弧直比的增大和半径的减小,扭转回弹值不断增大,且获得的最大扭转回弹值为0.199、最小扭转回弹值为0.073。

6016铝板性能解析及挽救工艺研究

可热处理强化的6XXX系铝合金广泛用做汽车车身板材,但由于该系合金在预处理后的室温停放过程中会发生自然时效现象,引起板材的成形性能下降,导致长期时效后的铝板(时效时间大于6个月)在包边、翻边时容易发生开裂,严重影响生产质量。自然时效问题成为6XXX系铝合金板广泛应用的主要瓶颈之一。本文在对自然时效超过6个月的6016铝板进行性能剖析的基础上,研究了两种挽救热处理工艺对铝板组织性能的影响,以期能恢复其出厂性能,实现对过时效期铝板的再利用。

钢/铝异种金属激光填丝熔钎焊对接接头组织与性能分析

采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了熔钎焊对接接头的微观组织,采用拉伸试验测试了接头强度,并研究了热输入对钢/焊缝界面处金属间化合物和接头强度的影响。试验结果表明,在适当焊接参数下可以获得成形良好和具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。进一步分析表明,钢/焊缝界面处主要生成了FeAl2和FeAl3金属间化合物。随着热输入量的增加,金属间化合物的厚度随之增加。焊缝中的组织则为α-Al基体晶界上均匀分布着条状Al-Si共晶组织。在钢板采用30°坡口时可以获得的最大抗拉强度为88MPa,采用45°坡口时强度可以达到135MPa。

先进高强钢边部成形极限预测方法

为了对先进高强钢边部成形失效进行准确预测,采取试验和仿真相结合的方式,基于DIC方法开展圆柱凸模扩孔试验,采用Dynaform软件,基于3种断裂失效判据对先进高强钢DP980材料的边部成形极限进行仿真预测,并与试验结果进行比较。结果表明:DIC方法可以准确获得扩孔极限状态,并在线获得扩孔率,可提高扩孔率测量效率和准确性;采用Swift等向强化模型和Hill1948屈服模型预测的扩孔时的主、次应变分布,沿轧制方向与试验结果较为接近,但沿横向仍存在一定差异;进一步比较扩孔率数据,采用最大失效应变判据,扩孔率预测结果与试验更为接近,采用传统的FLC曲线进行预测,与试验结果偏差较大,不能作为边部失效的有效判据。

微量Mn及均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和定量图象分析仪研究了微量Mn和均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响。结果表明:Al-0.60Mg-0.65Si合金铸锭组织主要由树枝状的α-Al固溶体、块状Mg_2Si、过剩Si和针片状的β-AlFeSi相组成。均匀化处理后铸锭组织中枝晶偏析基本消除,块状Mg_2Si相和低熔点共晶组织溶解,粗大的长针状β-AlFeSi相转变成细小的α-AlFeSi粒状相。这种β→α相变与化学成分、均匀化温度和时间密切相关,添加0.30%Mn能显著促进此相变,Al-0.63Mg-0.66Si-0.30Mn合金合适的均匀化处理工艺为580℃×4 h。