用于汽车车门防撞梁的新型多层金属复合试题.doc

用于汽车车门防撞梁的新型多层金属复合材料备受工业界的关注的高强度钢板热成形( 也称作热冲压) 技术发源于欧洲,其技术优势是:零部件强度可高达 1500MPa ,可组焊成高强度驾乘单元,能承受 6t 以上的静压而不损;通过减小壁厚或截面尺寸从而减轻质量(达 18%-35%) , 实现轻量化, 并节约材料消耗。其原理是: 把特殊的硼合金钢加热使之奥氏体化,随后将红热的板料送入有冷却系统的模具内冲压成形, 同时被具有快速均匀冷却系统的模具冷却淬火, 钢板组织由奥氏体转变成马氏体, 从而得到超高强度比的钢板。现在通过氧化脱碳得到的冲压件防撞梁, 其表面软而内部硬, 材料性质在厚度方向上呈梯度分布, 即表面硬度、强度低而内部的硬度、强度高, 且该防撞梁复合材料的强度分布与硬度分布趋势相同, 而材料塑性性能的分布与硬度的分布趋势相反, 说明该金属复合材料为新型连续梯度分布的复合材料。对热成形防撞梁进行三点弯曲实验和相应的有限元模拟研究,发现热冲压件的最大弯曲载荷远大于冷冲压件( 超过冷冲压防撞梁零部件 3 倍左右), 热冲压成形工艺使该金属材料在厚度方向上的性能呈梯度变化, 形成的多层复合材料显著提高了结构的抗弯曲能力。通过对比防撞梁金属复合材料与内部各相材料冲击时所受到的冲击力、吸能等性能, 发现这种新型金属复合材料综合了各单相材料的优秀性能,适合用于承受冲击吸能构件的选材。你说的是热冲压成形工艺吧?据我所知是能够实现 1800MPa 级别的, 所以 1500MPa 的热冲压成形钢已经有商业产品了。至于为什么不冷成形后再进行淬火处理, 我的理解是尺寸精度难以保证。目前热冲压成形包括直接法和间接法, 间接法就是先冷冲压到一定形状, 然后再奥氏体化进行定型后淬火成形。而你提到的裂纹, 建议你看一下有没有混晶、夹杂和带状组织, 还有就是表面是不是有冷冲的裂纹,这些都是疲劳的源头。摘要用热冲压生产所需的高强度钢构件(也称为冲压硬化)需要渊博的知识和控制成形过程。这样, 才能使最后一部分的属性达到预期目标和适应不同的工艺参数及满足它们之间的相互关系。除了跟传统的冷成型的一些参数外不同外, 热和微观结构等参数使得热冲压过程的机械性能变得更加复杂。这些参数是解释物理现象必不可少的。在这篇文章中, 对热冲压中的热, 机械, 微观结构和技术领域的最新状况进行了综述。研究所有工序后, 从半成品加热到热冲压空各个过程都进行了描述。对现有研究结果进行调查显示, 在整个过程中的成形相转变, 连续流变行为, 都和机械性能以及几何形状相关。形成的一些差距, 主要和相变, 连续流动行为的领域, 机械和几何形状之间的部分性质的相关。这些和先进工艺的工业应用都有一些差距。该论述的目的是提供一个成型过程背景,并展示热冲压领域的巨大潜力。1、引言鉴于汽车的轻量化, 安全化和抗冲击性能, 对于高强度汽车机构钢板的需求日益明显。瑞典公司热冲压专利及其发展( 1977 年专利),被用于一些***刃上。 198 4年 Saab 汽车公司是第一家采用硬化硼钢板制作了 Saab9000 的汽车制造商。生产的零部件从 1987 年的的 300 万件/ 年到 1997 年的 800 万件/年。自从 2000 年起, 更多的热冲压零部件被用于汽车上, 并且年生产量在 2007 年已达到 1 亿多件。热冲压件在汽车工业的应用比如说汽车底盘,像 A 柱, B 柱,保险杠,车顶纵梁和管道,如图 1。目前热冲压存在两种途径: 直接和间接热冲压方法。在直接热冲压中, 半成品被加热, 再转移到冲压,随后在闭式模具内成型和淬火。见图 2a 。间接热冲压的特征是使用一个接近完整的预成型的冷模, 这仅用于淬火和奥氏体化后冲压的标准使用。见图 2b 。材料中完全马氏体转变引起应力强度达到 1500MPa 。本文回顾了热冲压的很多研究。这将从描述用于热冲压的工件材料开始。然后, 描述热冲压过程中的重点。最后, 展示了热冲压后零部件的一些工艺以及裁、修改特性。本文不仅包括了大量的实验还包括了热冲压领域的许多研究。 2 材料和涂层 Naderi 对于高强度钢的研究显示,仅使用 22MnB5,27MnCrB5,37MnB4 钢级才能在热冲压经过水冷后能得到完全马氏体组织。(2 007 ) 在这里, 22MnB5 是最为常用于热冲压的钢级。起初, 该材料展示了能达到 600MP a 的铁素体- 珠光体组织。经过热冲压工序后零部件获得马氏体组织并且其强度到到 1500M Pa ( 见图 3a )。为了获得这类的组织和硬度的转变, 半成品将被在 950 ℃持续奥氏体化至少 5min 。然后, 成型, 在冷却水下淬火 5-10s 。由于热的工件与冷的模具接触, 热的工件在封闭的模具内被淬火。如果冷却速率超过最小的冷却速率, 大约为