汽車熱沖壓鋼板的組織結(jié)構(gòu)變化研究

汽車輕量化設(shè)計是當前汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向，將各種高強度鋼板應(yīng)用于車身制造過程是實現(xiàn)汽車輕量化的一種有效途徑。高強度鋼板的應(yīng)用一般需要采用熱沖壓技術(shù)。目前，對汽車安全性的要求越來越高，因而在應(yīng)用高強度鋼板時，需要對其失效模式進行分析，而從微觀角度上對熱沖壓條件下的高強度鋼板組織結(jié)構(gòu)進行分析，則能夠更好地了解高強度鋼板的失效模式，從而優(yōu)化汽車安全性。

熱沖壓過程是將高強度鋼板加熱，使其組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為奧氏體，之后送入模具內(nèi)進行沖壓成形，模具內(nèi)安裝快速均勻的冷卻系統(tǒng)，在沖壓完成后對成形的鋼板進行淬火。淬火過程使鋼板內(nèi)部原本的奧氏體轉(zhuǎn)化為貝氏體或馬氏體，使成形后的鋼板具有更高的強度和剛度。在熱沖壓成形后的鋼板內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)中，馬氏體和貝氏體結(jié)構(gòu)的數(shù)量直接影響零部件的強度和剛度。通過試驗進行分析時，首先選擇厚度為1.4mm的22MnB5硼鋼用于試樣的制造，其表面涂覆鋁-硅涂層；之后對22MnB5硼鋼鋼板進行熱沖壓；熱沖壓完成后的淬火階段控制溫度為生成貝氏體的溫度范圍，通過控制淬火時間，分別得到純貝氏體、純馬氏體和貝氏體/馬氏體混合組織結(jié)構(gòu)的熱沖壓鋼板。使用電子顯微鏡觀察不同熱沖壓成形后鋼板的微觀組織結(jié)構(gòu)，并對這些熱沖壓成形后的鋼板進行力學性能測試。結(jié)果顯示，沖壓成形后，鋼板內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)中貝氏體的數(shù)量增多，會造成鋼板的屈服強度和拉伸強度下降，但其伸長率明顯增加，因而會增加對碰撞能量的吸收。

刊名：Materials Science and Engineering A.（英）

刊期：2016年第667期

作者：P.Srithananan

編譯：王淼