中溫回火溫度對22MnB5鋼扭力梁疲勞性能的影響

張燕呢,閔永安,陳 榮

(1.上海大學材料科學與工程學院,省部共建高品質特殊鋼冶金與制備國家重點實驗室,上海 200444;2.上海匯眾汽車制造有限公司,上海 201206)

0 引 言

為滿足輕量化要求,管狀扭力梁被廣泛應用于汽車后懸架系統(tǒng)[1-2]。管狀扭力梁服役過程中需承受復雜的彎曲和扭轉載荷作用,應具備良好的強韌性和疲勞穩(wěn)定性[3-4]。CP(復相)鋼或DP(雙相)鋼管狀扭力梁抗拉強度為500～800 MPa,熱成形22MnB5鋼管狀扭力梁抗拉強度可達1 500 MPa[5]。然而,22MnB5鋼管狀扭力梁的疲勞壽命離散度較大,最高可達20萬次,而最低疲勞壽命不足5萬次。此外,高強鋼成形范圍窄,用于制造形狀復雜的管狀扭力梁時,各部位變形不均勻易產(chǎn)生應力集中,使得零件塑韌性降低[6]。22MnB5鋼管狀扭力梁的制造工藝通常為沖壓成形,隨后進行淬火和低溫回火。淬火態(tài)22MnB5鋼的抗拉強度可達1 500 MPa,斷后伸長率在5%～7%,低溫回火后其內應力部分釋放,而塑韌性相對不足,疲勞可靠性下降[7]。通過優(yōu)化熱處理工藝來改善零件組織結構和表面應力狀態(tài),是提高零件疲勞性能的常用方法[8-10]。噴丸處理可向管狀扭力梁表面引入殘余壓應力,從而有效抑制疲勞裂紋擴展,提高疲勞性能[9-10]。研究[11-13]表明,22MnB5鋼經(jīng)400 ℃回火后由于基體回復和碳化物析出,淬火應力顯著降低,韌性顯著提升。徐沛瑤等[14]研究發(fā)現(xiàn),沖壓成形CP800鋼扭力梁去應力退火后,由于基體回復與沉淀強化的共同作用,強塑性顯著提高,同時表面殘余應力大幅降低,疲勞壽命延長至未退火態(tài)的1.5倍。另外,軸類零件相關研究[15]也表明,中溫或高溫回火有助于釋放零件的淬火內應力,改善零件的疲勞開裂問題。……