第三代汽车钢温热成形工艺研究及性能评价

doi:10.3901/JME.2017.08.035

机械工程学报 ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (8): 35-42.doi: 10.3901/JME.2017.08.035

第三代汽车钢温热成形工艺研究及性能评价

李晓东¹, 韩硕¹, 王存宇^2,3, 常颖¹, 胡平¹, 董瀚²

1. 大连理工大学汽车工程学院大连 116024;
2. 钢铁研究总院华东分院北京 100081;
3. 太原钢铁(集团)有限公司太原 030003);

出版日期:2017-04-15 发布日期:2017-04-15
作者简介:
李晓东，男，1979年出生，博士研究生，高级工程师。主要研究方向为先进制造技术。
E-mail：lixiaodong@dlut.edu.cn
常颖(通信作者)，女，1978年出生，博士，副教授。主要研究方向为高强钢成形技术。
E-mail：yingc@dlut.edu.cn
基金资助:
* 国家自然科学基金(51571048)、辽宁省自然科学基金(2014028001)、中国博士后科学基金(2016M591425)和中央高校基本科研业务费(DUT15QY09，DUT16ZD201)资助项目; 20160725收到初稿，20161114收到修改稿;

Research on the Warm-hot Forming Process and Its Performance Evaluation for the Third-generation Automobile Steel

LI Xiaodong¹, HAN Shuo¹, WANG Cunyu^2,3, CHANG Ying¹, HU Ping¹, DONG Han²

1. School of Automotive Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024;
2. East China Branch， Central Iron & Steel Research Institute (CISRI)， Beijing 100081;
3. Taiyuan Iron and Steel(Group) Co.， Ltd.， Taiyuan 030003);

Online:2017-04-15 Published:2017-04-15

摘要/Abstract

摘要：

中锰钢为最新的第三代汽车钢，其成形性和力学性能的改善是当前汽车轻量化领域的前沿课题。提出超细晶中锰钢的温热成形技术，通过科学优选奥氏体化温度、保温时间和成形温度作为工艺参数因子，采用正交试验和极差分析的方法，引入断裂韧度性能参数，综合评估抗拉强度、伸长率、撕裂强度及单位面积裂纹扩展能性能指标，得出温热成形中锰钢的最优工艺参数组合，即奥氏体化温度为810 ℃、保温时间为7 min、成形温度为550 ℃。并通过断口形貌和真实的汽车B柱冲压件，从微观结构和宏观性能角度验证了所得工艺参数的有效性。测试结果显示，当采用最优工艺参数组合时，具有均匀的断口形貌特征;微观结构具有细化的马氏体板条形貌，板条平均长度尺寸在2~3 μm;宏观性能良好，抗拉强度均在1 400 MPa以上，具有较好的塑性和断裂韧度。研究结果表明，温热成形技术是有效的中锰钢冲压成形方法，为第三代汽车钢的温热成形实际应用起到积极的促进作用。

关键词: 撕裂强度, 塑性, 温热成形, 正交试验, 中锰钢

Abstract:

As a third-generation automobile steel, the enhancement of mechanical properties and formability for the medium-Mn steel is becoming a cutting-edge topic. In this research, a warm-hot stamping process for the medium-Mn steel is proposed. The methods of orthogonal experiments, range analysis and comprehensive evaluation are used to investigate the optimal process parameters. The warm-hot stamping process with austenization temperature of 810 ℃, soaking time of 7 minutes and deformation temperature of 550 ℃ are optimal. Tear tests show that the fracture morphologies are uniformly distributed and fine-grained martensite laths with the average size of 2-3 μm are observed when the optimal process parameters are applied. Moreover, an automotive B-pillar is warm-stamped to examine the new process. The excellent comprehensive performance including strength, plasticity and fracture toughness is achieved. As a result, the warm-hot forming process for the medium-Mn steel is proved to be effective and will promote the industrial application of the third-generation automobile steels.

Key words: ductility, orthogonal experiment, tear strength, warm-hot stamping, medium-Mn steel

李晓东, 韩硕, 王存宇, 常颖, 胡平, 董瀚. 第三代汽车钢温热成形工艺研究及性能评价[J]. 机械工程学报, 2017, 53(8): 35-42.

LI Xiaodong, HAN Shuo, WANG Cunyu, CHANG Ying, HU Ping, DONG Han. Research on the Warm-hot Forming Process and Its Performance Evaluation for the Third-generation Automobile Steel[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 53(8): 35-42.

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第三代汽车钢温热成形工艺研究及性能评价

Research on the Warm-hot Forming Process and Its Performance Evaluation for the Third-generation Automobile Steel

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