超高強(qiáng)度鋼車身結(jié)構(gòu)輕量化潛力

Horst Lanzerath et al. SAE 2015-01-0570.

編譯：苗志慧

與常規(guī)冷成形高強(qiáng)度鋼相比，熱成形鋼被稱為硼鋼或超高強(qiáng)度鋼（UHSS），在碰撞相關(guān)結(jié)構(gòu)件方面輕量化潛力很高。得益于熱成形技術(shù)，硼鋼可以生成很多復(fù)雜形狀的零件。液壓成形技術(shù)非常適用于大批量車身結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)。但對于形狀復(fù)雜的車身部件，液壓成形技術(shù)受到先進(jìn)高強(qiáng)度鋼冷成形技術(shù)的限制，極限拉伸強(qiáng)度約為1000MPa。

ACCRA項(xiàng)目通過在管狀設(shè)計(jì)中采用硼鋼淬火硬化工藝保證了產(chǎn)品的力學(xué)性能，集熱成形技術(shù)及液壓成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)于一身。ACCRA為本項(xiàng)目管狀設(shè)計(jì)中，成形和硬化工藝設(shè)計(jì)的總體名稱。重點(diǎn)研究了表面硬化工藝，此工藝過程中，管狀硼鋼原料經(jīng)熱成形、真空壓縮成形和水淬，最終形成極限拉伸強(qiáng)度約為1500MPa的管狀結(jié)構(gòu)。

相較于傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，管狀UHSS設(shè)計(jì)有諸多優(yōu)點(diǎn)：①集液壓成形技術(shù)與熱成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)于一身，可實(shí)現(xiàn)車身輕量化以及較高的成本效益；②成品有著最小的彈性變形，以及超高強(qiáng)度材料特性；③局部軟區(qū)材料強(qiáng)度低，可延展性好；④空間調(diào)整性好，可行的負(fù)荷優(yōu)化設(shè)計(jì)，適用于大批量生產(chǎn)流程；⑤激光焊接，硬度分布均勻，且通過使用拼焊板或定制軋坯，使部件厚度可隨負(fù)荷和質(zhì)量優(yōu)化；⑥受益于集成焊接法蘭方法，可用傳統(tǒng)點(diǎn)焊技術(shù)將管狀部件集成于常規(guī)沖壓車身結(jié)構(gòu)中。