现代汽车用钢板的成形性及其物理冶金
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浅谈汽车用先进高强钢成形性能研究论文浅谈汽车用先进高强钢成形性能研究论文先进高强钢兼具高强度和较好的成形性能,特别是应变硬化指数高,有利于碰撞吸收能的提高,已被广泛用于车身的结构件和安全件。
优化采用先进高强钢板,可减轻车身重量、提高车身被动安全性及提高车型性价比。
先进高强钢中的DP钢和TRIP钢都具有高强度和良好塑性的优点,是汽车轻量化的理想用材。
DP钢主要应用于车底十字构件、防撞杆、纵梁等加强结构件等,而TRIP钢则主要应用于车门防护杆、保险杠和底盘结构件等。
本文通过显微组织分析、拉伸试验、成形极限试验、杯突试验及扩孔试验,对不同强度级别DP钢和TRIP钢的成形性能进行研究,希望对冲压成形及应用提供参考。
1试验材料(1)化学成分试验材料中DP钢采用C-Si-Mn成分体系,TRIP钢采用Si基低合金成分体系。
为获得较细的组织以利于更好地提高塑性和韧性,试验材料中均添加微合金元素Nb。
(2)显微组织以相同强度级别试验材料显微组织为例。
DP590显微组织中灰白色组织为铁素体,灰黑色组织为马氏体,而在TRIP590显微组织中,灰色组织为铁素体,黑色组织为贝氏体,白色组织为残余奥氏体,残余奥氏体分布在多边形铁素体晶粒之间,有少量存在铁素体内部,岛状贝氏体分布在铁素体和残余奥氏体交界处或相邻的铁素体晶粒交界处。
DP钢中铁素体赋予双相钢较低的屈强比、较高的延伸率,具有优良的塑性;而马氏体则赋予其高的强度,同时铁素体在变形过程中会遇到硬相马氏体的阻碍产生大量位错而快速的产生加工硬化,有利于流变应力的均匀分布,使DP钢具有良好的成形性能。
TRIP钢中主要由贝氏体提高材料强度,提供塑性的不仅有铁素体,还有因残余奥氏体向马氏体相变而引入的塑性提高,因此,DP钢与TRIP钢的塑性能力是不同的。
Nb在DP钢中主要通过NbC粒子的析出阻碍再结晶晶粒的长大,使铁素体晶粒较细,马氏体分布弥散,在提高基体强度的同时有利于进一步提高加工硬化速率和延伸率。
现代汽车用高强度钢热成型技术分析摘要作为汽车行业发展的一个重大方向和未来前景,汽车逐渐向高质量和轻量化方向不断迈进,在经济全球化的浪潮指引下,世界各国都在汽车钢铁企业的开发方面进行了有关高强度钢材和相关技术的探索和初尝,并且也在不同层次上取得了一定的成果和建树。
针对于此,本文重点分析了汽车用热成型高强度钢的重要地位、相关技术研究以及弊端。
关键词高强度钢;汽车行业;热成型技术1 汽车用热成型高强度钢的重要地位在整個汽车的发展历史中,钢铁作为汽车制造的重要材料,一直贯穿于整个汽车工业的全过程中。
尽管在汽车制造中不断涌现出铝合金等复合材料,但是由于高强度钢的高减重性能、高碰撞吸收能以及高疲劳强度等一系列突出优势,使得其在整个汽车制造工业不断向轻量化、高质化的方向迈进的历程中,一直作为轻量化的重要材料被制造商所青睐。
随着21世纪对于汽车行业的环保要求更为严苛,汽车生产已经越来越趋于燃料消耗最低化、污染气体排放减量化等高标准环保现象。
在这个转变和跃升的过程中,高强度钢板处于一个极其重要的地位,并且钢铁业正在极力研制和开发出不同种类的高强度钢板。
在整个汽车制造行业对于高强度钢板的旺盛需求和极力青睐,充分协调好轻量化和器械安全性能的热成型高强度技术以及相关工艺不断地突破原有发展层面不断发展和更新,并且为汽车行业不断注入了新鲜的血液和前进发展的动力,该阶段,相关技术人员依然在探索和实践中,不断地进行技术质量和产品效果的再次升级[1]。
2 高强度钢热成型加工技术研究2.1 理论基础与冷成型加工技术相比,热成型加工技术的实施建立在一个不断变化的温度场之上。
随着板料上的温度场的变化和改变,其基体组织和力学相关性能也在不断地发生一系列的变化,这会带来应力场变化的结果。
在这种情况之下,变化了的板料应力场又会施加反作用于温度场,综合上述现象看来,热成型技术实质上就是板料内部的温度场和应力场相互影响相互作用的一个过程。
基于以上结论,热成形的钢板成分就要与整个过程的热循环相匹配。
汽车用钢的演化:力学因素Francois MoussyConsulting France摘要:由于排放法规要求汽车减重,重量更轻的材料(铝和有机材料)正在挑战钢铁材料。
钢铁工业一直在开发与上述性能的实现直接相关的高性能钢种。
功能要求(吸能、乘员保护以及具有复杂形状的零部件)昭示了他们的应用领域。
白车身的刚度成为关键因素,也存在这样的局限性,即由于杨氏模量保持恒定,开发抗拉强度超过2000MPa的钢材可能没有什么意义。
可获得半成品的多重性能也很重要:本文讨论了轧制型材。
如果在尺寸精度中考虑成形、烘烤硬化、非均匀性和断裂等因素,可能会更有效地使用钢材。
尽管高性能的钢材被开发以使这些效应最大化,其并不总是集成在尺寸精度,这导致了这些钢材的潜力未能充分发挥出来。
钢铁材料、铝和有机材料中的每种材料将“复制”其他材料的开发。
对用于结构零部件的材料来说,首要的是被模仿能力。
关键词:汽车轻量化,高级别钢种,刚度,轧制型材,尺寸精度0前言钢铁材料作为汽车结构基础材料的历史已经保持了60多年。
其工艺过程可用四个词加以概括:钢铁-板材-冲压-电阻点焊。
大多数生产厂都是采用该工艺过程制造汽车;任何试图替换掉这四个词中某一个的尝试都将是对这种经典方案的突破:涉及工程经验、文化、装配、投资等。
由于近年来的(尾气排放、碰撞等方面的)法规以及客户(在舒适度、性能等方面的)要求,汽车重量显著增加。
对一款中等尺寸的汽车来说,在1980~2005年期间,汽车重量增加的平均值约为17kg/年。
换句话说,这种增加是纯线性的,1980年一台重800kg的汽车,到了2000年将达1200kg。
由于污染,近年来出现了更为严格的新限制,尽管在减排方面的大多数进步源于发动机性能的改进,但这仍然不够。
汽车重量对燃料消耗的贡献不能再被忽略,反而要成为首要指标。
重量每降低100kg,燃料消耗每公里将减少0.4升。
因此,对汽车减重进行了大量的研究和开发。
现代金属成形技术在汽车底盘的应用探讨【摘要】随着现代高科技的飞速发展,汽车的功能改善为大家所期待,轻量化成为汽车的一大发展方向,这些需要用新工艺来减轻汽车各部分零件的质量,但必须要同时满足不降低汽车各零部件的性能。
底盘是汽车整个车身的支承,由于其必须要具有优良的综合性能,其轻量化的难度就比较大。
本介绍了现代金属成形技术在汽车底盘的应用情况,并探讨该技术的开发、应用、设备等情况。
【关键词】轻量化;金属成形技术;综合性能1.引言现代金属成形技术在汽车底盘的应用多数情况下是实现汽车轻量化,这是提升汽车制造业的能级的只要手段之一,汽车的轻量化就是尽可能地降低汽车的整备质量,但同时前提是在保证汽车的强度和安全性能的条件下,这样不仅会提高汽车的动力性,而且减少燃料消耗,降低排气污染。
当前,汽车的轻量化迎合了环保和节能的需要,已经成为世界汽车发展的潮流。
底盘作为支承、安装汽车各部件的总成,要求有良好的强度、刚度和疲劳性能,用新型轻质合金材料可以大大降低零件的重量,从而实现汽车轻量化。
理论分析和试验结果表明,改善汽车燃料经济性的有效途径之一就是汽车的轻量化。
一些新材料的出现以及广泛应用为汽车的轻量化发展作出了突出贡献。
2.半固态铸造成形技术2.1含义半固态铸造成形技术是指在液态金属的凝固过程中进行强烈的搅拌,使普通铸造易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而形成分散的颗粒状组织形态,从而制成半固态金属液,然后将其压铸成坯料或铸件。
它是铝合金、镁合金等轻质金属在汽车上应用发展的结果。
下图1是几种获得半固态金属浆料的方法。
枝晶组织具有良好的应用前景,其比铸态组织有更好的力学性能和致密性,其近终成形加工方式又可以减少机加工量,有效提高材料利用率,明显改善零部件的加工精度及材料的耐冲击性能。
2.2在汽车底盘零件上的应用情况目前,半固态铸造成形技术在汽车底盘上的应用主要是汽车的悬挂系统,如转向节(图4)、控制臂(图5)以及汽车轮毅等。