影响汽车板深冲性能的因素分析

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1、第22卷第3期武汉工程职业技术学院学报VO1．22NO．32010年9月JournalofWuhanEngineeringInstituteSeptember2010影响汽车板深冲性能的因素分析李长一李荣锋郭小龙关云(武钢研究院湖北武汉：430080)摘要以取向硅钢的径向(与轧向分别成0。、25。、45。、55。、70。和90。)拉伸变形行为为案例，探讨影响汽车板深冲性能的因素。结果表明，材料的滑移系和强度是影响其延伸率和深冲性能的两个重要因素。由于具有强烈的了一纤维织构的汽车板法向强度高、径向强度低，并且各向异性小，延展性好，因此其深冲性能极好。利用X一射线织

2、构分析技术可以较好地评估其深冲性能。关键词汽车板；深冲性能；塑性变形；各向异性；织构中图分类号：TG113．2文献标识码：A文章编号：l671-3524(2O1O)03-0003—03汽车面板简称汽车板，要求具有良好的深冲性的关系；2)观察滑移系对延伸率的影响。能。具有良好的深冲性能的汽车板允许冲制形状复试样制备：将高性能纯高斯织构的取向硅钢(其杂的工件，产品无制耳或制耳小，材料损耗少，是人织构见图3(a))加工成与轧向分别成0。、25。、45。、们追求的目标。55。、70。和9O。的拉伸试样，以备测试。材料的深冲性能用轧向、横向和与轧向成45。拉伸方式：单轴拉

3、伸。三个方向的塑性应变比r值的平均值r⋯和各向异性△r来表征：r一△￡h／A~(式中△￡和△e分别2结果及讨论是试样在宽度和厚度方向的应变)。r的平均值r和△r分别用下边的公式计算：r⋯一(rn+2‰2．1拉伸后试样的微观组织拉伸后试样轧面的TEM形貌见图1。可见在+r9o)／4，△r一(ro～2r45+r9o)／2。uq轧向拉伸试样的晶粒内部，分布着多边形的位错网影响r值测量结果的因素很多，其不确定度远(a)，而在横向拉伸试样的晶粒内部，则存在或细或大于其它力学性能参数的不确定度。因此人们一直粗、互相平行的位错线或位错线团(b)。显然，位错在探索影响汽车板深冲

4、性能的因素，进而寻求提高线或位错团的延伸方向应该是滑移方向<111>。材料深冲性能及表征材料深冲性能的更好的方法。另外，从图2所示拉伸前后试样的‘IJ一o。和45。本文的目的是通过对取向硅钢的塑性变形行为的观0DF图可见，拉伸后，{110}织构的强察来研究影响金属深冲性能的因素及其机制，为改度比拉伸前的强度级别由36增加到9O，这是拉伸善和评估汽车板等材料的深冲性提供依据。时晶体转动的结果。之所以以取向硅钢为样本，一是因为其与汽车2．2延伸率与弹性模量、屈服强度和抗拉强度的关板同属体心立方晶系的金属，二是因为具有单一高斯取向({110})的取

5、向硅钢呈现显著的各向系异性。而具有单一7一纤维织构(<111>／／N．D)的拉伸结果的数值表示见表1。从表1可见，在汽车板不仅不具备这一特性，更难以寻觅得到。与轧向成O。～55。区间，延伸率A与弹性模量E、抗拉强度Rm和屈服强度Rel等力学性能之间均呈强1实验及试样制备烈的负相关关系，即试样的强度和弹性模量越大，延伸率越小。实验目的：1)观察延伸率与其它力学性能之间表1还给出了—Fe单晶不同方向的弹性模量收稿日期：2010—06—26修回日期：2010—07—28作者简介：李长一(1950~)，男，教授级高工．Email：lichangyizxb@yahoo．c

6、orn．cn4武汉工程职业技术学院学报值。可见试样的各向异性比a—Fe的单晶的大，不过两者随径向变化的趋势基本一致，~H[-001-]晶向的弹性模量值均最小，[111]晶向的弹性模量值均最大。表l拉伸结果和a—Fe的弹性模■2．3延伸率与滑移系的关系从表1还可以看出，在70。和9O。两点，延伸率与弹性模量和强度之间并不呈负相关关系，而是延伸率反常增大，例如与轧向成9O。一点的延伸率高达45。点的延伸率的10倍以上。这是因为与轧向呈图1拉伸试样的微观形貌：《a)轧向，(b)横向O0。的方向是[1lO]晶向，与[11O]晶向垂直的，是Ph12．0Phi2．45，⋯1

7、O～1．0～⋯88307—～l66603-—一243—70．2—32l—900一360图2拉伸前(aJ后(b)试样的、l，：-0。、45。ODF图(11o)滑移面。当试样被拉伸到一定程度时，(1lO)绘出的。比较这两条曲线，显然，二者之间有着较好[1，1，1]滑移系将开动。上述较大的延伸率是经受的对应关系。实际上，延伸率对塑性应变比的影响拉伸后，金属流动的必然结果，至于7O。的延伸率也是由其定义——材料宽度与厚度方向的应变比所决很大，则是拉伸时晶体协同作用的结果。定的，而影响这个比值的内在因素是晶体的织构(多拉伸后的试样的宏观形貌证实了上述分析：在晶材料的择优取

8、向)。强度最大的55。试