金屬板料成形性能測定及載荷曲線形態(tài)分析.pdf

1、制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步促進(jìn)了相應(yīng)加工業(yè)的發(fā)展。但是有限的資源對材料的成形、制造、使用過程都提出了更高的要求。環(huán)境惡化，輕量化的提出使金屬板料更受世人矚目，金屬板料成形性能的研究顯得更加重要。本文通過金屬板料成形的方式及目前發(fā)展的現(xiàn)狀，對材料的成形方式方法進(jìn)行歸納，總結(jié)影響材料成形性能的因素、產(chǎn)生缺陷的原因與解決的方法。以304不銹鋼和雙相鋼DP780分別作為高強鋼和雙相鋼的代表進(jìn)行實驗，掌握兩種材料的組織結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步研究其成形性能及影響因素

2、。
　　在對兩種材料進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)分析的過程中了解到304不銹鋼的主要組織成分是奧氏體，DP780的組織成分主要是馬氏體和鐵素體。奧氏體具有強塑性、韌性、低強度；馬氏體具有高強度高硬度；鐵素體強度、硬度不高，具有良好的塑性韌性。因此304不銹鋼具有好的塑性韌性。DP780有一定的塑性韌性，但比304不銹鋼要弱。
　　借助拉伸試驗對304不銹鋼和雙相鋼DP780進(jìn)行實驗求得力學(xué)性能參數(shù)。試驗發(fā)現(xiàn)：304不銹鋼進(jìn)行拉伸實驗會出現(xiàn)微

3、頸縮現(xiàn)象，雙相鋼DP780沒有出現(xiàn)。分析結(jié)果得到304不銹鋼的抗拉強度為722MPa，非比例強度為307.6MPa，硬度208.95HRC；雙相鋼DP780的抗拉強度為912.9 MPa，非比例強度753.1MPa，硬度120.57HRC。這說明雙相鋼DP780的脆性大，強度比較高，304不銹鋼有較高的塑性、拉延性。
　　借助ST12分別用改裝后的小松伺服壓力機和杯突試驗機進(jìn)行杯突脹形實驗，對兩種實驗方法進(jìn)行了對比發(fā)現(xiàn)：利用小松伺

4、服壓力機測定的實驗杯突值10.4454要比傳統(tǒng)杯突機測得的杯突值10.62要精確，能夠準(zhǔn)確測到小數(shù)點后4位，這要比傳統(tǒng)的杯突值的精度要高100倍。最終得到在實驗誤差允許的范圍內(nèi)利用改裝的小松伺服壓力機進(jìn)行杯突實驗是可行的。
　　利用改裝后速度可控的小松伺服壓力機對304不銹鋼和雙相鋼DP780進(jìn)行杯突實驗，在實驗過程中將沖頭速度作為變量進(jìn)行研究。分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：同種材料不同沖壓速度的杯突值隨著速度的增大，不斷減小：從3mm/s增

5、大到30mm/s的過程中304不銹鋼杯突值從9.3872mm降低到8.5934mm，DP780杯突值從7.5348mm降低到7.387mm。這使速度對材料的拉脹成形性能的影響得到確認(rèn)：在3mm/s-30mm/s這個區(qū)間內(nèi)隨著速度的升高材料杯突值不斷減小，材料的抗破裂成形性能逐漸降低。最終總結(jié)為材料的脹形性能隨著沖壓速度增大不斷降低，這對在與速度有關(guān)的場合正確選用合適的材料有指導(dǎo)意義。在304不銹鋼和雙相鋼DP780之間進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，相同

6、速度下304不銹鋼的實驗杯突值比雙相鋼DP780的大。對實驗后的樣品進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)在斷口位置上304不銹鋼和雙相鋼DP780之間也存在著差異。304不銹鋼的破裂位置在凸包沿徑向的一側(cè)出現(xiàn)破裂，雙相鋼 DP780是在凸包的最低端與球頭凸模最先接觸的位置上出現(xiàn)橫向裂紋。這些實驗結(jié)果與材料的成形性能有關(guān)，受力學(xué)性能的影響。
　　計算機的發(fā)展促進(jìn)了模擬軟件的應(yīng)用。利用數(shù)值模擬軟件對材料脹形實驗過程進(jìn)行模擬，得到成形結(jié)果與實驗結(jié)果一致。證明實