电流辅助热成形高强钢细长结构件的成形质量与组织控制

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1、硕士学位论文电流辅助热成形高强钢细长结构件的成形质量与组织控制FORMINGQUALITYANDMICROSTRUCTURECONTROLOFCURRENTAUXILIARYHOTFORMINGPROCESSOFHIGH-STRENGTHSTEELSLENDERSTRUCTUREPARTS吴雪松哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工程硕士学位论文电流辅助热成形高强钢细长结构件的成形质量与组织控制硕士研究生：吴雪松导师：王国

2、峰教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG146.2U.D.C:621.7DissertationfortheDegreeofM.Eng.FORMINGQUALITYANDMICROSTRUCTURECONTROLOFCURRENTAUXILIARYHOTFORMINGPROCESSOFHIGH-STRENGTHSTEELSLENDERSTRUCTUREPARTSCandidate：WuX

3、uesongSupervisor：Prof.WangGuofengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着汽车工业对车身轻

4、量化、降低燃料消耗及安全性的要求日益提高，高强钢材料得到越来越广泛的应用。但是由于高强钢材料屈服强度和抗拉强度高，成形性能很差，成形后回弹严重、易开裂，严重制约了高强钢材料在汽车结构件上的应用。本课题目标成形件为后车门防撞梁，是一种通过拉深成形的高强钢细长结构件，采用传统热成形方式，将会带来生产效率低、成本高、设备损耗大等问题。电流辅助热成形可以有效改善传统热加工工艺中的缺点及不足，实现对高强钢板材的加工成形。本课题首先对双相高强钢DP1180板材进行了常规力学性能测试及电、热性能参数测定实验，得到

5、了板材在不同电流密度下的升温曲线，初步确定了电流密22度为10A/mm~10.8A/mm时，板材的温度可以控制在750C~900C间，同时对不同电流密度下的加热板材进行微观组织观察，明确不同自阻加热温度对微观组织的影响。为了获得高强钢材料在电流作用下的力学性能变化规律，本课题设计了针对高强钢板材的电流辅助单向拉伸实验，通过自行设计的电加热拉伸夹具，在不同参数下进行实验。实验分析了拉伸应力-应变曲线的变化规律，得到了电流密度、应变速率、拉伸速率及试样标距等参数下影响下高强钢应力-应变曲线变化规律，

6、即除变量外其他实验参数相同时，电流密度的增加将导致材料抗拉强度及延伸率的降低；标距长度的增大将导致试样抗拉强度的降低，对延伸率基本没有影响；应变速率的提高将导致材料抗拉强度及延伸率的降低。同时通过断口分析及微观组织分析，总结了电流辅助单向拉伸实验的微观机理。通过三维绘图软件进行了细长结构件的三维建模及成形模具设计，并通过初步实验及有限元模拟优化了模具参数。在细长结构件试制过程中，分别在600C至850C间五种不同的温度下进行成形实验，得到了满足要求的成形件。热成形实验后，对成形件进行了表面质量、

7、裂纹、成形件壁厚、抗拉强度及微观组织的分析，确定了电流1450A加热，900C保温，降温至800C时成形为比较理想的成形工艺，并对成形过程中的问题进行了分析，对质量控制层面进行了探讨。关键词：高强钢DP1180；电流辅助；细长结构件；质量控制I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththeincreasingrequirementoflightervehiclebody,lowerfuelconsumptionandhighersecurity,high-strengthsteel

8、hasbeenusedmoreandmorewidelyinautomobilemanufacturingfield.Duetothehighyieldstrengthandhightensilestrengthofhigh-strengthsteel,theformabilityofstampingpartsbecomeverypoor,thedefectsofspringbacksandcrackcouldariseonthestampingpartswhichs