山東近年來,汽車業(yè)在我國蓬勃發(fā)展的同時也帶來了不小的環(huán)境壓力。降低能耗、減少排量、提高安全性能等要求已經(jīng)成為汽車工業(yè)界首要解決的問題,高強度熱軋鋼板以其質(zhì)量輕、強度高、成本較冷軋鋼板低等優(yōu)點,已被越來越多地應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件。但是,由于熱軋鋼板的成形性能差,回彈嚴(yán)重,傳統(tǒng)冷軋鋼板的成形性能評價體系并不完全適用,目前工程實際中多數(shù)仍采用冷軋鋼板的成形參數(shù)來指導(dǎo)生產(chǎn),這勢必會造成偏差。本課題旨在確定一種適用于高強度熱軋鋼板的材料模型,從而使有限元仿真能盡可能準(zhǔn)確地指導(dǎo)成形性能評估模具的設(shè)計,進(jìn)而得出一套完整的熱軋鋼板成形特性評估體系,指導(dǎo)工程實際應(yīng)用。本文首先對材料的成形極限實驗進(jìn)行了有限元計算,對三類高強度熱軋鋼板(熱軋酸洗QStE340TM、SAPH370和熱軋鍍鋅ZStE260P)進(jìn)行本構(gòu)方程和屈服準(zhǔn)則的適用性分析。比較上述三種材料在單向拉伸、平面應(yīng)變和雙向等拉等應(yīng)變路徑下的變形過程,發(fā)現(xiàn)在變形量不大的情況下,Hollomon本構(gòu)方程和Barlat (1989)屈服準(zhǔn)則能較好地描述單元的變形行為,且在平面應(yīng)變路徑下的模擬結(jié)果符合實際。同時,本文對高強度熱軋鋼板數(shù)值模擬的破裂判斷方面做了一定的研究。成形極限圖(FLD)是目前板料成形中應(yīng)用廣泛的破裂判據(jù),FLD中的成形極限曲線(FLC)一般由大量的成形極限實驗數(shù)據(jù)總結(jié)的經(jīng)驗公式獲得,但是成形極限實驗過程耗時又復(fù)雜。這里應(yīng)用一種小厚度準(zhǔn)則,只需做一種應(yīng)變路徑下的成形極限實驗,再結(jié)合數(shù)值模擬,就能預(yù)測出材料的FLC曲線。通過對QStE340TM、SAPH370、ZStE260P三種高強度熱軋鋼板的成形極限實驗?zāi)M數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)的比對發(fā)現(xiàn),采用平面應(yīng)變路徑下的成形極限實驗數(shù)據(jù)作為小厚度準(zhǔn)則的已知參數(shù)時,數(shù)值預(yù)測結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。因此,理論上只需進(jìn)行平面應(yīng)變路徑下的成形極限實驗,就能由小厚度準(zhǔn)則及數(shù)值模擬得到完整的FLC曲線。后,本文對幾種高強度熱軋鋼板的圓筒拉深過程進(jìn)行有限元分析。預(yù)測了幾種熱軋鋼板的極限拉深系數(shù),并對圓筒拉深做了模具敏感性分析,同時對圓筒拉深模具的重要尺寸對凸耳高度的影響進(jìn)行了一定的研究,得出了一系列結(jié)論合金鋼板:15CrMo、35CrMo、42CrMo、20CrMo、12Cr1MoV、27SiMn、60Si2Mn、20Cr、40Cr
容器用鋼板:Q245R、20R、16MnR、16MnDR、14Cr1MoR、15CrMoR、12Cr1MoVR、Q370R
低合金高強度板:Q390(B/C/D/E)、Q420(B/C/D/E)、Q460(C/D/E)、Q550(C/D/E)、Q690
(B/C/D/E)
高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板Q235JGC、Q345JGC、Q390JGC、Q420GJC、Q460GJC。
橋梁結(jié)構(gòu)用鋼板Q235qC、Q345qC、16Mnq、Q370qC、Q420qC、14MnNbq。
耐磨鋼板NM360A、NM400A、NM360B、NM400B。
耐候板:Q295NH、Q235NH、Q345NH、Q355NH、Q295GNH、Q345GNH、Q390GNH。
管線鋼板:X42 X46 X52 X56 X60 X65 X70 X80.
焊達(dá)耐磨鋼板:HARDOX400 HARDOX450 HARDOX500 HARDOX550 HARDOX600
低合金結(jié)構(gòu)鋼(亦稱普通低合金鋼、HSLA
利用掃描電鏡和X-EDS能譜分析系統(tǒng)研究了殘余元素As、Sn和Cu在超低碳CSP熱軋鋼板中的分布情況,并且利用MTS-810拉伸試驗機對殘余元素含量不同的熱軋鋼板進(jìn)行了力學(xué)性能測試。結(jié)果表明:殘余元素As、Sn和Cu在實驗溫度低于1 050℃時均勻的分布在熱軋鋼板基體中;實驗溫度高于1 050℃后殘余元素As和Cu出現(xiàn)富集偏析現(xiàn)象,富集偏析主要發(fā)生在氧化膜與基體交界處球形優(yōu)先氧化物周圍,沒有發(fā)現(xiàn)Sn元素發(fā)生富集偏聚;殘余元素的存在會導(dǎo)致熱軋板表面質(zhì)量惡化,此外,殘余元素對CSP熱軋鋼板的力學(xué)性能有重要影響,隨著殘余元素含量的增加,抗拉強度和屈服強度明顯提高,但延伸率下降。
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