用于汽車熱沖壓成形的新鋼材

用于汽車熱沖壓成形的新鋼材

實現(xiàn)汽車輕量化，能夠改善汽車燃油消耗和降低溫室氣體排放。采用超高強度合金鋼可以減少汽車材料的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)汽車輕量化。但是，超高強度鋼在沖壓成形過程中的成形性能極差，常溫下所需成形設(shè)備的噸位大，零部件的回彈量大，容易對模具造成損傷，降低模具的使用壽命。為解決該問題，開發(fā)出了熱沖壓成形技術(shù)。傳統(tǒng)沖壓成形通常采用高強度22MnB5硼鋼，而若采用熱沖壓成形則可能造成22MnB5硼鋼內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使22MnB5硼鋼對碰撞能量的吸收性能發(fā)生變化，即伸長率發(fā)生變化。因而，考慮熱沖壓成形采用其它新鋼材。

根據(jù)不同超高強度合金鋼的臨界相變溫度、臨界冷卻速率和強化機制以及相應(yīng)的成本、制造能力、冷成形特性、熱成形特性、焊接特性和涂裝特性，選擇10MnCr5、13MnCr5、15MnCr5這3種鉻鋼作為候選熱沖壓鋼材，并通過試驗對這3種鋼材碰撞能量吸收能力進行分析。采用塔塔鋼鐵歐洲公司生產(chǎn)的10MnCr5、13MnCr5和15MnCr5鉻鋼，其中10MnCr5鉻鋼和13MnCr5鉻鋼的厚度為1.5mm，15MnCr5鉻鋼的厚度為2.0mm。為了便于對比，采用厚度1.5mm的22MnB5硼鋼制成試樣，試樣尺寸為400mm× 100mm，通過連續(xù)退火電阻加熱模擬器對試樣進行循環(huán)熱處理以模擬熱沖壓過程。循環(huán)熱處理符合英國皇家認(rèn)可委員會（UKAS）、ISO9001和TS16949的規(guī)定。采用德國茲維克（Zwick）生產(chǎn)的Zwick 1474 100kN機電拉伸測試儀對試樣進行拉伸測試，以表征鋼材的碰撞能量吸收能力，并對拉伸斷裂面進行金相分析和硬度測量。測試結(jié)果顯示：3種鉻鋼的伸長率約為22MnB5硼鋼的兩倍；熱沖壓成形會使鋼材內(nèi)部的鐵素體-馬氏體雙相微觀結(jié)構(gòu)增加，從而降低材料的硬度。

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2016年第33期

作者：T.Taylor

編譯：張振偉