高強度鋼板多相區(qū)流變力學行為及熱變形動態(tài)耦合相變機理.pdf

1、隨著“節(jié)能減排”概念在汽車領域的推廣，汽車輕量化、高的抗沖擊性及高安全性成為未來汽車的主要發(fā)展方向。而高強度鋼的出現(xiàn)以及其相應的熱沖壓成形技術的應用與發(fā)展可以滿足人們對汽車輕量化等性能的要求。高強度鋼板是先進高強度鋼中應用較廣的一種，其熱成形理論及工藝也引起了研究者的廣泛關注。
　　高強度鋼板熱沖壓工藝是在現(xiàn)有的冷沖壓工藝基礎上發(fā)展起來的一種新型的板料成形技術。在熱沖壓成形工藝中，高強度鋼板料通常被加熱到奧實體化溫度，并在該溫度下

2、保溫5分鐘，確保板料完全奧氏體化后，將其轉移至帶有冷卻系統(tǒng)的沖壓模具中，進行板料的熱沖壓成形后淬火，以獲得完全馬氏體組織。與傳統(tǒng)的冷沖壓成形工藝相比，板料的熱沖壓成形技術具有變形抗力小、塑性好、成形極限高等優(yōu)點，同時該工藝能夠成形具有復雜幾何形狀的工件，獲得的成形件具有較高的強度及良好的尺寸精度；若對成形件進行相應的熱處理，則可使板料具有更優(yōu)越的性能。
　　本課題是在前期其他學者對BR1500HS高強度鋼板理論和實驗研究的基礎上，

3、借助Gleeble-3500熱模擬試驗機和有限元模擬技術對高強度鋼板的相變機理進行了深入的研究。本文主要側重于BR1500HS高強度鋼板的TTT曲線、相變動力學模型、本構關系和熱處理有限元模擬驗證分析幾個方面進行了研究。
　　TTT曲線可以直觀的反映出過冷奧氏體在等溫轉變過程中各個相的轉變量與時間之間的關系，是判斷材料熱處理過程中組織轉變及組織轉變量計算的主要理論依據(jù)，同時也可作為熱沖壓工藝參數(shù)指定的理論指導。本文通過Gleebl

4、e3500試驗機運用熱膨脹法，獲得了BR1500HS高強度鋼板各溫度下的相變開始和終止點，通過應用光學顯微鏡觀察試樣的內部組織狀態(tài)判定在相應溫度下得到的材料組織類型。根據(jù)測試和計算結果繪制了BR1500HS高強鋼的TTT曲線。
　　考慮到形核率與時間相關，給出了結晶動力學的普適方程，本文選用阿弗拉密方程來計算擴散性相變動力學模型，得到：V=1-exp[-0.0248939*1(420-T)]。對于非擴散型相變,時間對轉變量不起作用

5、，試樣的溫度決定了奧氏體的相變量，選用Marburger的實驗研究方法進行計算得到了非擴散型相變的表達式：V=1-exp[-0.0248939*1(420-T)]。
　　對BR1500HS高強度鋼板試樣進行熱拉伸實驗，并以應力-應變曲線為基礎，運用多元線性回歸及多項式擬合，構建精確描述BR1500HS合金熱塑性流變行為的高溫奧氏體區(qū)Arrhenius和中低溫Johnson-Cook變參數(shù)本構方程。結果表明:計算數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)吻合得