高強(qiáng)度防撞梁熱成形微觀組織及力學(xué)性能變化的研究.pdf

1、熱成形工藝是近幾年來針對車用高強(qiáng)度鋼成形技術(shù)方面發(fā)展起來的一種新的技術(shù)，熱成形技術(shù)是先將高強(qiáng)度鋼（如BR1500HS、22MnB5等高強(qiáng)度鋼）在加熱過程中奧氏體化，經(jīng)一定時(shí)間的保溫，使其完全奧氏體化，然后送入帶有冷卻系統(tǒng)的模具中熱成形并淬火，最終材料獲得完全的馬氏體組織。與傳統(tǒng)的冷成形過程相比，熱成形時(shí)，材料的變形抗力小、塑性好，經(jīng)快速冷卻淬火，獲得高甚至超高強(qiáng)度。
　　材料的熱成形強(qiáng)化過程必然導(dǎo)致材料內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。觀察

2、熱成形后材料的微觀組織變化并去解釋微觀結(jié)構(gòu)變化對材料力學(xué)性能變化的影響是本課題研究的主要內(nèi)容。課題以針對BR1500HS高強(qiáng)度鋼防撞梁為例，研究材料熱成形后其微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律與力學(xué)性能之間的關(guān)系，同時(shí)對材料熱成形工藝參數(shù)及影響因素等進(jìn)行研究。即研究在一定淬火速率下，通過控制加熱溫度、保溫時(shí)間、移動(dòng)時(shí)間，觀察材料熱成形后的微觀組織（形貌、晶粒尺寸大小等），測試熱成形后材料的力學(xué)性能，得到熱成形后材料微觀結(jié)構(gòu)變化與力學(xué)性能之間的關(guān)系，以及熱

3、成形加熱溫度、保溫時(shí)間、移動(dòng)時(shí)間對材料微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能變化的影響；根據(jù)加熱保溫過程中材料表面氧化現(xiàn)象，研究材料表層沿厚度方向微觀結(jié)構(gòu)變化及對力學(xué)性能的影響，如高強(qiáng)度汽車防撞梁熱成形后，表層氧化對防撞梁抗沖擊性能的影響等。
　　課題研究表明，材料在加熱至完全奧氏體化溫度后進(jìn)行熱成形,由于急劇高溫-冷卻的作用，材料表層產(chǎn)生氧化脫碳，同時(shí)還伴有其他合金元素含量的變化，其表層由表到里形成鐵素體組織、鐵素體及馬氏體的混合組織、完全馬氏體組

4、織的漸變微觀結(jié)構(gòu)，里層為均勻板條馬氏體組織的微觀結(jié)構(gòu)。材料微觀結(jié)構(gòu)的變化直接影響到材料力學(xué)性能的變化，熱成形后，材料的抗拉強(qiáng)度、硬度及抗沖擊性能明顯提高，延展性下降。通過響應(yīng)曲面分析方法優(yōu)化了熱成形工藝參數(shù)。采用本課題研究成果，進(jìn)行某公司生產(chǎn)防撞梁（BR1500HS）時(shí)生產(chǎn)工藝與參數(shù)的優(yōu)化選取，優(yōu)化后防撞梁的強(qiáng)度由原始的650MPa提高到1550MPa，硬度由原始的30.1HRC提高到51.3HRC，所能承受的最大沖擊力提升了1.5倍，