基于熱沖壓的硼合金鋼力學性能分析

基于熱沖壓的硼合金鋼力學性能分析

刊名：Journal of Manufacturing Process（英）

刊期：2016年第21期

作者：P.Namklang et al

編譯：李峻峰

熱沖壓工藝已越來越多地應用于具有超高強度性能汽車零部件的生產，該生產工藝可同時實現汽車車身質量的減輕和車輛耐撞性的提高。

對經熱沖壓工藝得到的22MnB5硼合金鋼帽形試樣進行了試驗研究和有限元模擬分析。在熱沖壓后，該試樣的屈服強度和拉伸強度分別為 1110MPa和1470MPa。測量熱變形件的硬度為470～550HV，屈服強度提高到約60MPa。在試驗過程中，采集了坯料和模具的溫度變化，通過有限元模擬發現，在成形和淬火過程中坯料和模具的預測溫度演變與試驗結果相當一致。對所成形樣品的不同位置進行了金相組織分析、硬度測量和拉伸試驗?；跁r間溫度轉變（TTT）圖，對局部發生微結構變化和形成不同硬度值的試樣進行了計算分析，對由于微觀結構成分發生變化而導致的相應沖壓件不同結構硬度值分布進行了預測。此外，在各種介質下對硼合金鋼進行了淬火試驗。使用Voce硬化模型對每個冷卻條件下測定的硼合金鋼拉伸應力-應變曲線進行描述。基于Voce模型和熱成形工藝參數的試驗和數值計算結果對熱成形件抗拉強度和屈服強度進行預測，確定了硬化參數和硼合金鋼冷卻速度之間的關系，進而建立了硬度和Voce模型參數之間的關系。最后，通過結合結構方程與有限元分析結果來評估熱沖壓試樣的力學性能。最終發現，計算得到的不同局部位置的應力-應變與試驗數據吻合得很好。