汽車熱沖壓鋼板的組織結構變化研究

汽車熱沖壓鋼板的組織結構變化研究

汽車輕量化設計是當前汽車行業發展的主要方向，將各種高強度鋼板應用于車身制造過程是實現汽車輕量化的一種有效途徑。高強度鋼板的應用一般需要采用熱沖壓技術。目前，對汽車安全性的要求越來越高，因而在應用高強度鋼板時，需要對其失效模式進行分析，而從微觀角度上對熱沖壓條件下的高強度鋼板組織結構進行分析，則能夠更好地了解高強度鋼板的失效模式，從而優化汽車安全性。

熱沖壓過程是將高強度鋼板加熱，使其組織結構轉化為奧氏體，之后送入模具內進行沖壓成形，模具內安裝快速均勻的冷卻系統，在沖壓完成后對成形的鋼板進行淬火。淬火過程使鋼板內部原本的奧氏體轉化為貝氏體或馬氏體，使成形后的鋼板具有更高的強度和剛度。在熱沖壓成形后的鋼板內部組織結構中，馬氏體和貝氏體結構的數量直接影響零部件的強度和剛度。通過試驗進行分析時，首先選擇厚度為1.4mm的22MnB5硼鋼用于試樣的制造，其表面涂覆鋁-硅涂層；之后對22MnB5硼鋼鋼板進行熱沖壓；熱沖壓完成后的淬火階段控制溫度為生成貝氏體的溫度范圍，通過控制淬火時間，分別得到純貝氏體、純馬氏體和貝氏體/馬氏體混合組織結構的熱沖壓鋼板。使用電子顯微鏡觀察不同熱沖壓成形后鋼板的微觀組織結構，并對這些熱沖壓成形后的鋼板進行力學性能測試。結果顯示，沖壓成形后，鋼板內部組織結構中貝氏體的數量增多，會造成鋼板的屈服強度和拉伸強度下降，但其伸長率明顯增加，因而會增加對碰撞能量的吸收。

刊名：Materials Science and Engineering A.（英）

刊期：2016年第667期

作者：P.Srithananan

編譯：王淼