不同碳鋼熱沖壓后的微觀組織結構和力學性能研究

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不同碳鋼熱沖壓后的微觀組織結構和力學性能研究

為了滿足汽車工業對車身輕量化的需求，高強度鋼、超高強度鋼應運而生，因為其能夠顯著提高車輛碰撞安全性和減少燃油消耗。但是較高的成形力、較低的成形率和回彈的產生使得冷沖壓技術出現瓶頸，因而整車廠需要尋求新的解決方案。

對4種不含硼的合金鋼進行了熱沖壓試驗，冷卻介質為水和氮。之后對這4種鋼的微觀結構及表面強度、抗拉強度進行了分析。結果表明，提高冷卻速率可以增加馬氏體的量以及提高最大強度。

本研究選取的4種合金為非硼合金，并且含碳量在0.15%～0.20%之間。其中一種合金成分為0.15%C、0.57%Si、1.45%Mn、0.01% Cr、0.03%Ni、0.04%Al、0.003%Ti、0.003%N。

之后對不同種鋼材進行了試驗。主要進行了材料溫度、表面硬度、抗拉強度等試驗。最后對熱沖壓之后的合金鋼進行了金相組織分析，觀察4種合金鋼的馬氏體量等。

研究表明，經過上述處理的超高強度鋼的屈服強度可以達到600～1000MPa，極限抗拉強度可達900～1400MPa。通過加速冷卻的方法，例如在熱沖壓過程中應用液氮冷卻技術可以有效地增加馬氏體的量和提高材料力學性能。而在熱沖壓過程中，由于采用了水冷卻，因此增加了鐵素體的含量，提高了材料的成形率。

試驗表明，汽車白車身應用的不含硼元素熱沖壓鋼的理想碳元素含量推薦范圍是0.27～0.3。

刊名：Journal of Material Processing Technology（英）

刊期：2011年第211期

作者：M. Naderi et al

編譯：郭章勇