超高强钢A柱内板成形工艺研究及应用

超高强钢A柱内板一般采用常规拉延工艺,以更好控制超高强钢回弹问题,但其材料利用率较低。文章通过冲压成形CAE模拟,对比双件对拼拉延、单件拉延和成形等3种不同工艺方案特点,并结合软模验证,选取成形方案作为正式工艺。此方案可提高材料利用率,降本20%以上。     

热成形钢及热冲压零件的氢致延迟断裂

超高强度钢的开发和应用是汽车轻量化和提高安全性的重要途径,1500 MPa及更高强度的高性能热成形钢的开发和应用是关键,超高强度热成形钢及热冲压零件的氢脆风险必须要重视并且避免.介绍了氢脆现象的发现、氢脆的概念、氢脆的机理,并试图用氢致局部塑性增加及晶界脱聚相结合的机制来解释热成形钢的氢脆开裂现象,进而综述了抑制氢脆的...     

微合金化超高强热成形车门防撞梁性能验证

将某新开发的微合金化1.8 GPa热成形钢牌号与传统钢牌号进行了从材料到零件级的安全性能测评。结果表明：相比于普通钢种，微合金化1.8 GPa热成形钢基于组织细化、第二相析出、残余奥氏体三大关键因素，具有更加明显的安全性优势。建立了2种材料的动态断裂模型，微合金钢在相同应力状态下具有更高的极限断裂应变，显示了更强的断裂抗力。对2种1.8 GPa热成形及1.5 GPa高强钢车门防撞梁进行了落锤冲击试验，微合金钢1.8 GPa热成形车门防撞梁有更加优异的抗碰撞侵入及碰撞吸能性能。     

热成形钢极限冷弯性能及零件碰撞断裂指数关系研究

采用了3种同厚度、不同成分及工艺的铝硅镀层热成形钢制造热冲压成形零部件,并进行零件的落锤冲击测试评价,采用碰撞断裂指数C_Index分析3种材料制备的零件抗开裂能力,并分析了C_Index与材料本身相关力学性能的关系,发现,随着热成形钢的极限尖冷弯角度增大,C_Index值显著提高,而C_Index值与热成形钢的强度和延伸率没有显著的关联。分析了热成形钢的极限尖冷弯失效的机理,铌微合金化提升了热成形钢极限尖冷弯角度,进而提升了热冲压成形零件的抗碰撞开裂能力。     

先进高强度汽车钢板应用中面临的挑战

针对几种先进高强钢在加工过程中面临的主要问题进行研究分析,包括成形难度大、对剪切微裂纹较为敏感、延迟开裂、涂装及镀锌困难等问题,并对这些问题产生的原因进行了深入分析,同时提出了较为合适的解决方案,对目前先进高强钢的加工具有一定的指导意义。     

高强度钢纵梁成形开裂问题的分析及解决

为解决屈服强度达700MPa级超高强度纵梁钢在冲压成型过程中出现严重开裂的问题,本文研究了材料、孔加工、成形工艺因素对开裂问题的影响。分析表明,冲孔孔内断面裂纹、孔位距成形变形区域较近是高强度纵梁钢冲压成形产生裂纹的主要原因。为此,修改了冲孔的模具间隙,采取减孔、移孔、翻身成形工艺方法等措施,有效地解决了高强度纵梁钢成形大批量开裂问题。     

微合金化1800 MPa热成形钢的成分设计及强韧性研究

利用热力学计算软件Thermo-Calc对Nb、Ti含量变化对其碳氮化物析出的影响规律进行计算，确定了1 800 MPa热成形钢的成分。对该热成形钢的平衡相图、主要析出相的析出温度、特定相中元素含量随温度的变化、析出相的长大行为进行了计算，得到了该材料的主要相组成和相变特征基础数据。对微合金1 800 MPa热成形钢的力学性能和三点弯曲性能进行了检测，结果表明其具有良好的强韧性。利用电子背散射衍射技术（EBSD）对热成形钢淬火后的组织进行了表征，结果表明细小的奥氏体晶粒和细小的马氏体块（Block）是1 800 MPa热成形钢具有高强韧性的主要原因。最后采用充氢+慢拉伸的方法检测了热成形钢的延迟断裂敏感性，表明在充氢时间小于2 h的条件下，热成形钢具有优异的延迟断裂敏感性。     

管状扭力梁横梁性能的对比研究

国内外管状扭力梁横梁的选材主要可分为两类:高强度复相钢和热成形钢。文章针对某一车型开发要求,分别以超高强复相钢CP800和热成形钢22MnB5为原材料,研究不同工艺路线下扭力梁横梁性能的差异。研究结果表明,22MnB5材料横梁拥有更高的强度和表面硬度,横梁本体具有更高的疲劳强度,但焊接后焊缝热影响区软化严重,容易引起失效开裂;而CP800材料横梁有更稳定的焊缝硬度分布,同时兼具较高的强度、硬度,因而拥有更优良的抗疲劳性能。     

广东清远北江四桥工程主桥超高性能混凝土-钢组合桥面板结构设计

广东清远北江四桥主桥采用单索面宽幅支承体系混合梁斜拉桥,而钢箱梁存在钢桥面铺装层易破损和钢结构疲劳开裂的通病难题,为解决其难题,主桥钢箱梁桥面采用超高韧性混凝土-钢组合桥面板,着重介绍了北江四桥主桥钢箱梁超高性能混凝土-钢组合桥面板结构构造,并采用了有限元对其进行了受力分析,计算结果表明超高韧性混凝土有效降低钢桥面结构的应力及变形,并改善铺装层的受力状况。     

基于AutoForm优化高强钢纵梁翻边开裂问题

针对汽车高强钢纵梁翻边开裂问题,对零件的材料力学性能和开裂原因进行分析。以经验方法从阻止裂纹源产生和裂纹扩展方面进行改模有一定效果但不能消除开裂问题。用AutoForm软件仿真模拟,对翻边工艺进行成形性分析,验证了经验方法和增加工艺缺口的有效性,以及模拟与实际的一致性。通过模拟,找到了工艺缺口的较优形式。将模拟结果应用于实际改模,解决了翻边开裂问题,减少了改模次数,缩短了优化周期,节约成本。     

超高强钢板与铝合金薄板自冲铆连接工艺研究

钢铝异种金属连接技术是钢铝混合车身轻量化开发难点之一,特别是超高强钢板与铝合金薄板自冲铆连接技术。通过对接头剖面底厚量和自锁量的分析,研究自冲铆工艺参数对接头质量的影响。通过剪切和剥离拉伸实验研究自冲铆接头失效载荷和能量吸收,分析结构失效形式和应用条件。实验研究和生产现场调试,获得超高强钢板与铝合金薄板自冲铆可靠连接,实现料厚均为1.2 mm的BR1500HS与铝合金薄板自冲铆技术首次应用于量产车型。     

CSP工艺对热成形钢氢致延迟开裂性能影响

采用恒应力方法对比研究了薄板坯连铸连轧（CSP）和传统冷轧2种不同工艺生产的1 500 MPa级热成形钢的氢致延迟开裂（HIDC）行为,结果显示CSP工艺生产的热成形钢具有较高的门槛应力值。扫描电镜（SEM）断口分析显示在不同充氢条件下两种钢的断裂机制表现为沿晶+准解理混合特征。使用氢渗透方法测量两种钢的扩散动力学参数,发现WHF1500-CSP钢具有较低的氢扩散系数和较高的氢陷阱密度。透射电镜下观察了2种钢析出相,发现WHF1500-CSP中的析出相更为细小和弥散。分析和讨论了WHF1500-CSP中析出相对氢扩散动力学的影响以及对延迟开裂行为的影响。     

基于汽车安全的热冲压成形技术优化

研究了铌微合金化的热成形钢及其构件的性能,论述了钢材弯曲吸能性能与汽车被动安全的关系,并引入能够满足汽车碰撞综合要求的新的热成形钢的合金成分设计,新成分设计的关键是用Nb微合金化技术细化热成形钢的马氏体组织,或者Nb微合金化的同时去除传统热成形钢中的B元素和Ti元素。结果表明,采用新技术可以大幅度提高热成形钢及其构件的弯曲角和冲及吸能值,并可以有效避免氢致延迟断裂。     

超高强度钢BG590CL板材冲压成形性能的试验研究

作为20世纪90年代末发展起来的一种新型结构材料,超高强度钢在汽车工业中将有广阔的应用空间。本文分析了塑性应变比、应变硬化指数等板材冲压成形性能评价指标,试验获得了超高强度钢BG590CL的塑性应变比、应变硬化指数、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等,以及其真实应力-应变曲线,对超高强度钢BG590CL的冲压生产和数值模拟有一定的指导作用。     

行李箱盖扭杆弹簧断裂分析与改进

为了确定行李箱扭杆弹簧断裂机理和原因,对其断口形貌、成分、尺寸、材料强度、微观组织和残余应力进行检测,并结合背景信息进行综合分析。结果表明：行李箱盖扭杆弹簧由于材料强度高、回火不充分、残余应力大,从而在折弯应力集中处发生高强钢延迟开裂。基于开裂原因,从控制原材料强度和优化去应力回火工艺以降低残余应力2个方面进行改进,最终有效解决了行李箱扭杆弹簧延迟开裂失效问题。     

丫髻沙大桥桥面系加固设计

针对丫髻沙大桥(主桥为主跨360 m的三跨连续中承式钢管混凝土拱桥)运营期间桥面系出现的病害(部分纵梁、横梁连接处高强螺栓松动、断裂,连接角钢开裂、断裂,部分横梁腹板与下翼缘连接处焊缝开裂等),进行原因分析及桥面系加固设计.经分析,汽车荷载增加引起桥面系横梁的应力增加,降低钢结构的疲劳性能是引起桥面系病害的主要原因.加固设计活载维持原设计荷载标准不变,通过增设止裂孔,增加钢横梁截面,增设大纵梁,改变纵梁、横梁的连接方式对桥面系进行系统加固,采用有限元计算及试验检验了加固措施的安全性及有效性.     

新材料与新工艺在保险杠防撞梁中的应用与发展趋势

轻量化是未来汽车发展的趋势之一,保险杠防撞梁系统承担着汽车碰撞时能量传递与吸收的重要角色,一直是轻量化技术应用的重点。分析了近年来新材料与新工艺在保险杠防撞梁开发中的应用现状,得出多形态混合材料是未来保险杠防撞梁在材料轻量化应用中的发展趋势,而与新材料相对应的新工艺也会向多样化发展。最后指出,中低端车型的保险杠防撞梁由低成本的高强钢为主,而铝合金比重逐渐增大,超高强钢3D热辊弯防撞梁将逐步推广应用。     

基于模具补偿的高强钢冲压回弹控制方法研究

以U型件的冲压成形为例,通过有限元仿真研究了高强度钢板的冲压成形及其回弹控制问题。根据回弹量对冲压模具进行几何补偿,实现对冲压回弹量的有效控制,对于高强钢冲压工艺和模具设计具有重要的指导意义。     

汽车用先进高强钢成形性能研究

通过显微组织分析、拉伸试验、成形极限试验、杯突试验及扩孔试验对汽车用先进高强钢DP590、DP780、TRIP590和TRIP780的成形性能进行研究。结果表明,DP钢和TRIP钢都具有较高的强度和良好的塑性,而TRIP钢相对较高的n值及延伸率表现出更好的成形性能。在成形工艺的选择上,TRIP钢适用于拉延及翻边工艺,而DP钢则更适用于拉延工艺。     

基于钢筋网联结的钢-ECC组合桥面结构抗弯性能试验研究

为解决正交异性钢桥面铺装层破损及钢桥面结构疲劳开裂等病害问题,提出一种基于钢筋网联结的正交异性钢板-轻质超高韧性水泥基复合材料(ECC)组合桥面结构体系。试验结果表明:1)基于钢筋网联结的钢-ECC组合桥面结构具有良好的承载能力和控制裂缝能力;2)不同配筋组合桥面板的开裂强度不低于4.33 MPa,能够满足组合桥面的横向抗拉应力要求;3)ECC和钢板之间界面的滑移值很小,界面抗剪能力强。