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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
| 论文题名： | 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 |
| 关键词： | 高强钢;电流辅助;细长结构件;组织控制 |
| 摘要： | 随着汽车工业对车身轻量化、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，得到了板材在不同电流密度下的升温曲线，初步确定了电流密度为10A/mm2~10.8A/mm2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，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、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。 |
| 作者： | 吴雪松 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 王国峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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