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原文传递 汽车用高强度TRIP钢变形力学性能宏微观研究
论文题名: 汽车用高强度TRIP钢变形力学性能宏微观研究
关键词: 汽车TRIP钢;变形力学;相变诱发塑性;残余奥氏体;预应变;汽车轻量化
摘要: 随着汽车轻量化步伐的加快,汽车一方面需要减轻重量以减小对环境的污染,另一方面需要确保安全性。具有相变诱发塑性(TRIP,Transform Induced Plasticity)效应的TRIP钢板作为新型的高强度钢板,同时具有高强度和良好的塑性,是汽车轻量化的理想材料。TRIP钢在室温下的显微组织主要是铁素体、贝氏体和残余奥氏体构成。其中残余奥氏体稳定性较差,在一定塑性变形下,会向较稳定的马氏体转变。生成的马氏体硬化性能比相变前的奥氏体有较大提高,从而改善了材料的塑性。可是,TRIP钢的这种相变诱发塑性特性,同时也带来了性能不稳定等问题,影响了TRIP钢在汽车中的大规模应用。因此,这种新型汽车用钢力学成形性能和微观相变规律的研究,对于推广TRIP钢板的工程应用,缩短新产品的开发周期有着重要的实际意义。
   本文以宝钢生产的TRIP高强钢板为研究对象,通过静态单向拉伸试验、冲压成形试验、微观扫描电镜实验和X射线衍射实验,研究了TRIP高强钢板的宏观力学性能和微观组织变化规律,基于Johnson-Cook模型,建立了相关材料本构方程,并应用于单向拉伸的数值模拟。主要研究内容如下:
   1.通过准静态拉伸,在拉断及预应变为5%,10%,15%三种条件,不同拉伸速率为0.5mm/s,0.05mm/s,0.005mm/s的情况下,得到高强度钢板TRIP590、TRIP780的材料力学性能参数及应力应变曲线。
   2.利用特征模具进行冲压试验,在考虑压边力、坯料形状和截面回弹情况下,研究TRIP钢的冲压成形性能。
   3.通过对TRIP高强钢的扫描电镜分析实验,了解其微观组织结构及在不同预应变下各组织变化情况;通过X射线衍射实验得到不同变形条件的残余奥氏体体积含量;研究了应变与残余奥氏体相变的关系,TRIP钢预应变和组织转变的关系。
   4.研究适合TRIP钢的本构模型,建立相关的本构方程。并用数值仿真验证所建立的本构方程。
  
作者: 曾宇卓
专业: 车辆工程
导师: 李光耀
授予学位: 硕士
授予学位单位: 湖南大学
学位年度: 2010
正文语种: 中文
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