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天津40Cr鋼板廠家訊:高強鋼板的硬度和抗拉強度預測結果
天津40Cr鋼板廠家訊:高強鋼板的硬度和抗拉強度預測結果
天津40Cr鋼板廠家訊:高強鋼板的硬度和抗拉強度預測結果
高強鋼板由于比強度高、綜合力學性能好,在同等安全系數下,可以有效的減輕汽車重量而在汽車行業中得到廣泛應用。然而,與普通鋼板相比,高強鋼板件室溫成形存在容易開裂、起皺、回彈大等缺陷而極大限制了其在汽車行
業中的發展。熱沖壓技術是將加熱至奧氏體后的鋼板進行成形并保壓、淬火的一項板材成形技術,可以實現復雜型面高強鋼板的成形。同時,工藝中發生的淬火處理可以極大的提升鋼板的力學性能。然而,由于理論落后于實踐,高強鋼板熱沖壓技術理論問題研究在國內還屬于初級階段,尤其是在新型熱沖壓模具制造、熱沖壓過程中的相變、力學性能預測等方面還屬空白。
從彈性模量角度對熱沖壓件彈性變形方式進行了研究,從宏觀和微觀角度對熱沖壓件塑性變形方式進行了闡述,同時將共軛傳熱理論和固態相變理論應用于熱沖壓工藝中,為后續研究奠定了理論基礎。
基于板材成形有限元分析軟件Pamstamp 2G,結合熱沖成形中板坯變形的基本特點,提出了重力過程—熱沖壓成形過程順序耦合求解流程。分析了板料在重力過程的變形情況以及成形過程中的溫度、應力及應變的分布情況。溫度效應和相變效應是造成成形件應力、應變分布不均勻的主要因素。同時,研究了成形工藝參數和模具參數對板料成形性能的影響規律,并將熱沖壓成形力與冷沖壓進行了對比。摩擦系數、成形溫度、模具間隙等參數對成形件厚度分布均有較大影響,溫度效應會顯著降低鋼板的變形抗力。
基于流體動力學基礎,結合共軛傳熱理論,設計了預埋式熱沖壓模具及冷卻系統,并利用流體動力學軟件CFX搭建了多工藝循環仿真平臺。研究了工藝循環、保壓力和水流速等工藝參數對模具、板料溫度場影響規律。工藝循環次數對模具溫度場熱量積累效果明顯,但熱量積累增加幅度逐漸減弱。保壓力和冷卻水對熱沖壓工藝作用不同,保壓力主要是針對板料的降溫,而冷卻水更主要的是控制模具熱量的積累。
以數值模擬結果為指導,進行了高強鋼板保險杠件熱沖壓成形試驗。通過對工藝參數的選擇,獲得了成形性能良好的熱沖壓成形件,從宏觀和微觀兩個方面對成形件的尺寸精度、組織狀態和力學性能進行了分析。熱沖壓成形件未出現開裂、過度減薄和明顯起皺現象,滿足工藝要求。選用仿真確定的熱沖壓工藝參數可獲得具有優良尺寸精度、回彈較小的超高強度熱沖壓成形件,成形件組織為均勻的馬氏體,抗拉強度可達到1600MPa。
修正了高溫鋼板與周圍氣氛的對流換熱方程,基于固態相變原理和共軛傳熱分析,建立了熱—力—相多場耦合模型。研究了工藝參數對成形件組織分布的影響規律,并以淬火試驗結果為基礎,建立了組織、硬度、抗拉強度間橋梁,實現了高強鋼板抗拉強度的預測。保壓時間、冷卻水流速以及工藝循環次數對鋼板和模具溫度分布、組織分布均有一定影響,硬度和抗拉強度預測結果與試驗吻合較好。
天津40Cr鋼板廠家提供