高強塑積鋼熱成形-淬火碳配分一體化工藝研究.pdf

1、汽車車身的輕量化能保障汽車安全的同時滿足節(jié)能減排的要求。輕量化的首選材料為高強度鋼，需采用熱沖壓成形工藝。但目前傳統(tǒng)熱沖壓汽車用鋼尚無法滿足某些汽車零部件對防撞性能的要求。本研究擬開展強塑積高于20000MPa?％的汽車用鋼的研制及相關(guān)成形淬火一體化工藝開發(fā)。
　　本文在前期工作的基礎(chǔ)上，與實際貼合，融入變形量（奧氏體化后壓縮變形）與冷卻速率這兩大因素，結(jié)合實驗鋼（94＃）開發(fā)了兩種熱成形-淬火配分一體化工藝：熱成形-淬火在線碳配

2、分（Hot Stamping-Quenching Online Partitioning，HS-QOP）一體化工藝以及熱成形-淬火動態(tài)碳配分（Hot Stamping- Quenching Dynamic Partitioning，HS-QDP）一體化工藝，著重探究HS-QDP中不同變形量、冷卻速率與鋼組織性能的關(guān)系。得到如下結(jié)果：
　　工藝主要在Gleeble3500實驗機上進行物理模擬。采用EBSD，EPMA,OM，SEM，T

3、EM,等分析測試技術(shù)對新工藝處理的實驗鋼(94＃)微觀結(jié)構(gòu)進行表征，采用室溫單向拉伸實驗對其常規(guī)力學性能測定。HS-QOP工藝試樣，隨變形量的加大，晶粒細化顯著，強塑積26245MPa?%高于之前的20088MPa?%；變形量15%時強塑積高達28783 MPa?%。此類工藝的殘奧含量較高，特征為粗大的塊狀，細長的薄膜狀和細小的顆粒狀。不同變形量下，試樣的抗拉強度和延伸率變化規(guī)律不同。HS-QDP工藝試樣主要顯微組織為板條狀的淬火態(tài)馬氏

4、體，其形貌特征以及衍射花樣可以判定出殘余奧氏體的存在。隨動態(tài)配分冷卻速率的加大，馬氏體板條邊緣變得彎曲，寬度加大，長度變短。其殘余奧氏體主要為細長的薄膜。變形量主要起細化晶粒的作用。試樣中馬氏體板條間的碳富集區(qū)域明顯。最佳工藝為9號（HS-QDP-15%-1℃/s），延伸率為16.57%，抗拉強度為1610MPa,強塑積為26678MPa?%已超過20000 MPa?%。
　　XRD對殘奧含量進行檢測。94＃鋼殘余奧氏體的穩(wěn)定性與

5、含碳量有密切的關(guān)系，平均含碳量在1.10 wt.%時殘余奧氏體可以保留至室溫，此條件下殘余奧氏體TRIP效應顯著。不同工藝條件下屈服強度存在差異，HS~QOP試樣的屈服強度低于HS~QDP試樣。試樣延伸率與殘余奧氏體的轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)正比關(guān)系。熱沖壓成形實際件中，22MnB5零件其強塑積為10320 MPa?%，延伸率只有10%。94＃熱成形后，最高強塑積數(shù)值為16807MPa?%，延伸率達13.1%，比22MnB5提升效果顯著。