高強度鋼板多相區(qū)流變力學(xué)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(lǐng)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(yīng)的熱沖壓成形技術(shù)的應(yīng)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(yīng)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(guān)注。
　　高強度鋼板熱沖壓工藝是在現(xiàn)有的冷沖壓工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的板料成形技術(shù)。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(zhuǎn)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(shù)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(fù)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(yīng)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(xué)者對BR1500HS高強度鋼板理論和實驗研究的基礎(chǔ)上，

3、借助Gleeble-3500熱模擬試驗機和有限元模擬技術(shù)對高強度鋼板的相變機理進行了深入的研究。本文主要側(cè)重于BR1500HS高強度鋼板的TTT曲線、相變動力學(xué)模型、本構(gòu)關(guān)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(zhuǎn)變過程中各個相的轉(zhuǎn)變量與時間之間的關(guān)系，是判斷材料熱處理過程中組織轉(zhuǎn)變及組織轉(zhuǎn)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(dǎo)。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(yīng)用光學(xué)顯微鏡觀察試樣的內(nèi)部組織狀態(tài)判定在相應(yīng)溫度下得到的材料組織類型。根據(jù)測試和計算結(jié)果繪制了BR1500HS高強鋼的TTT曲線。
　　考慮到形核率與時間相關(guān)，給出了結(jié)晶動力學(xué)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(xué)模型，得到：V=1-exp[-0.0248939*1(420-T)]。對于非擴散型相變,時間對轉(zhuǎn)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(yīng)力-應(yīng)變曲線為基礎(chǔ)，運用多元線性回歸及多項式擬合，構(gòu)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(gòu)方程。結(jié)果表明:計算數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)吻合得