熱沖壓成形用鋼組織性能及電阻點(diǎn)焊性能研究.pdf

1、為了保證節(jié)能、環(huán)保、安全，汽車輕量化成為了新一代汽車的研究方向，汽車用鋼向高強(qiáng)度發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。然而，高強(qiáng)度鋼的冷成形困難，易開裂、回彈，影響成形件的形狀穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性，因此出現(xiàn)了熱沖壓成形技術(shù)，它能夠有效解決成形性和強(qiáng)度之間的矛盾。在汽車生產(chǎn)過程中，電阻點(diǎn)焊是當(dāng)前車身焊裝生產(chǎn)最主要的工藝方法。熱沖壓成形鋼沖壓成形硬化后的組織為全馬氏體組織，其電阻點(diǎn)焊過程物理冶金行為與普通高強(qiáng)度鋼板相比差異較大，在焊接過程中易出現(xiàn)縮孔、未焊透

2、、熱影響區(qū)軟化等問題，且熱沖壓材料的組織與性能對(duì)其電阻點(diǎn)焊性能亦有較大影響，目前對(duì)熱沖壓成形鋼電阻點(diǎn)焊過程中的物理冶金機(jī)理還不清楚。因此，本文擬研究熱沖壓成形用鋼的組織與性能、電阻點(diǎn)焊工藝與性能，及其焊接過程的物理冶金機(jī)理。
　　本文以國(guó)內(nèi)某鋼廠生產(chǎn)的熱沖壓成形用鋼板22MnB為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)研究了熱沖壓成形用鋼的初始組織與性能，以及熱沖壓成形用鋼的相變行為與鐵素體轉(zhuǎn)變的孕育期。本文還重點(diǎn)研究了加熱溫度、保溫時(shí)間及模具溫度等沖壓成

3、形工藝參數(shù)對(duì)熱沖壓成形用鋼組織與性能的影響，在半工業(yè)化熱沖壓成形生產(chǎn)線上模擬熱沖壓成形工藝過程，成功試制出了抗拉強(qiáng)度為1590MPa的熱沖壓成形鋼。在此基礎(chǔ)上本文通過調(diào)整焊接工藝參數(shù)實(shí)施點(diǎn)焊操作，并對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能、熔核直徑、顯微硬度和微觀組織進(jìn)行分析，研究熱沖壓成形用鋼的電阻點(diǎn)焊性能。論文主要研究成果如下：
　　(1)通過對(duì)冷軋熱沖壓成形用鋼退火工藝的研究發(fā)現(xiàn)，退火溫度對(duì)其回復(fù)與再結(jié)晶的影響更大，退火溫度為600℃時(shí)，冷軋熱

4、沖壓成形用鋼經(jīng)歷著由回復(fù)到再結(jié)晶的過渡。
　　(2)研究了熱沖壓成形用鋼的靜態(tài)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變和等溫轉(zhuǎn)變規(guī)律。熱沖壓成形用鋼發(fā)生全馬氏體轉(zhuǎn)變的臨界冷卻速度為20℃/s，為了使最終組織為全馬氏體，必須保證熱沖壓成形過程中的冷卻淬火速度，同時(shí)，要保證板料在出爐后與沖壓成形之間的時(shí)間間隔盡量短，以免發(fā)生鐵素體轉(zhuǎn)變。
　　(3)研究了沖壓成形工藝參數(shù)對(duì)熱沖壓成形用鋼組織與性能的影響。實(shí)際熱成形加熱溫度為925℃時(shí)，熱沖壓成形用鋼的組織為

5、全馬氏體。在保證奧氏體化的前提下，保溫時(shí)間不宜過長(zhǎng)，避免晶粒粗大，生產(chǎn)周期增加，從而降低生產(chǎn)效率。模具溫度過高會(huì)略微降低熱沖壓成形用鋼的性能，因此在生產(chǎn)過程要保證較低的模具溫度。
　　(4)熱沖壓成形用鋼電阻點(diǎn)焊性能良好，熔核直徑和點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度均滿足要求。在理想焊接工藝下實(shí)施點(diǎn)焊操作時(shí)，點(diǎn)焊接頭的失效形式為熔核拔出。整個(gè)點(diǎn)焊接頭分為母材區(qū)、熱影響區(qū)和熔核區(qū)，其中在熱影響區(qū)中存在一個(gè)很窄的環(huán)形區(qū)域，該區(qū)域硬度明顯低于其他區(qū)域，即發(fā)生