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。     

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。     

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。     

细晶粒渗碳齿轮钢的疲劳性能

本文利用旋转弯曲疲劳试验方法,研究工业电炉＋炉外精炼流程生产的两种齿轮钢的疲劳性能。研究结果表明,由于细小的Nb（C,N）析出相在奥氏体晶界起钉扎作用,20CrMoNbH渗碳齿轮钢渗碳层原奥氏体晶粒平均尺寸为16μm,明显细于20CrMoH钢的26μm。20CrMoNbH钢渗碳试样的疲劳强度极限值为1085MPa,高于20CrMoH钢的995MPa。观察疲劳试样断口发现,疲劳裂纹起源于渗碳层,并沿原奥氏体晶界扩展,细化渗碳层晶粒有利于提高疲劳裂纹扩展阻力,因此改善疲劳性能。     

热成形技术在汽车冲压领域的应用

由于人们环保意识的加强和对汽车安全性要求的日益提高,世界各国对汽车安全和环保法规的控制越来越严格。通过对先进高强度钢和超高强度钢的研究和使用,提高了汽车的碰撞性能,同时也为实现轻量化做出很大贡献。为了解决高强度钢板冷成形的难题,人们研发出一种针对高强度、超高强度钢板的热冲压成形技术。与冷冲压成形相比,热冲压成形具有成形后板料回弹量很小、零件的贴模性好、尺寸精度高等优点。     

铌微合金化对汽车用典型双相钢加工性能的影响研究

Nb（铌）是目前汽车用钢提升韧性最重要的一种微合金元素,而韧性提升也有利于提升钢材的成形性能。对比了含Nb、不含Nb的2种典型牌号汽车用双相钢板的冲压、扩孔性能,并结合相关微观表征试验分析了Nb对提升双相钢板成形性能的机理。结果表明：含Nb双相钢板具有更加优异的成形性能。Nb元素通过细化钢板组织进而促进成形过程中基体中的应力分布均匀化、增强裂纹扩展阻力、强化γ-<111>//ND纤维织构,起到了抑制成形缺陷萌生及发展的作用。     

Nb-Ti微合金化汽车用钢QStE340～460TM的开发研究

基于对珠钢EAF-CSP流程Nb微合金化技术的系统研究,有效地解决了混晶问题,并利用Nb-Ti复合微合金化技术成功地开发了汽车用钢QStE340～460TM。分析结果表明,开发的含Nb-Ti钢带具有优异的韧性、冷成形性能和良好的焊接性能,完全满足汽车、半挂车用钢的要求。     

Nb-Ti微合金化汽车用钢QStE340～46T0M的开发研究

基于对珠钢EAF-CSP流程Nb微合金化技术的系统研究,有效地解决了混晶问题,并利用Nb-Ti复合微合金化技术成功地开发了汽车用钢QStE340～460TM。分析结果表明,开发的含Nb-Ti钢带具有优异的韧性、冷成形性能和良好的焊接性能,完全满足汽车、半挂车用钢的要求。     

鞍钢ASP线汽车车轮用钢的研制

介绍了鞍钢ASP线上开发研制含Nb车轮用钢SS400L的生产工艺与组织性能，叙述了钢的成分设计、冶炼、连铸、薄板坯的控轧控冷工艺等。试验证明，鞍钢ASP线生产的SS400L车轮用钢具有良好的强韧性配合、优良的成形性能及高的尺寸精度，可以满足汽车车轮用钢的使用要求。     

高强度钢板热冲压成形研究与进展

介绍了国内外高强度钢板热冲压成形技术的研究及开发概况,分析热冲压成形技术的工作原理并将热冲压成形与冷冲压成形的技术特点进行对比,热冲压成形技术可保证冲压零件尺寸精度并提高冲压零件强度;探讨了热冲压成形模具的设计要求,以及模具的材料选择;同时对影响高强度钢板热冲压成形的关键问题进行了分析。     

CR1500HF镀锌热成形钢点焊接头性能研究

采用电阻点焊工艺研究模压淬火态CR1500HF镀锌热成形钢焊接接头性能,分析不同工艺参数对焊点接头性能的影响,并比较了镀锌涂层和裸板热成形钢焊接工艺窗口。结果表明,镀锌板焊接工艺窗口为1.2～1.6 kA（裸板的焊接工艺窗口为1.4～1.8 kA）。且随着电极压力的增大,焊接电流逐渐增大;焊接过程中镀锌板熔核中并未出现液态金属致脆(Liquid Metal Embrittlement,LME)现象。     

含Nb齿轮钢晶粒度研究

在铬钼系齿轮钢中加入微量的合金元素Nb，使其晶粒细化。热处理试验结果表明，微量的Nb可以提高钢材的晶粒粗化温度，预计可以改善渗碳层的性能，并可以提高渗碳温度，从而缩短渗碳热处理的时间，降低生产成本。     

基于25%偏置碰撞工况下2000 MPa级热气胀成形A柱的轻量化研究

基于正面25%偏置碰撞工况，通过建立数学模型进行仿真分析，以2 000 MPa级热成形钢替代A柱1 500 MPa级热成形钢，对于材料结构成形方式以热气胀成形方式替代传统热成形方式，在某车型A柱结构上实现了轻量化设计。通过小偏置碰撞性能模拟分析，得出A柱使用2 000 MPa级热成形钢方案满足性能要求；通过成本对比分析，由于零件数量的减少，A柱使用2 000 MPa级热气胀成形整体方案的单车成本及零件质量均有下降。分析结果表明，基于2 000 MPa级热气胀的A柱轻量化设计方案具有可行性，可实现单车成本降低10.51元，与原A柱相比质量降低27.5%，具有良好的经济效益及轻量化效果，同时应用热气胀成形方法减小了A柱腔体截面，使A柱障碍角减小22.2%，有效改善了A柱视野盲区。     

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。     

车身纵梁补丁板热成形轻量化设计及优化

为实现某车型前地板下纵梁零件的轻量化设计,消除高强钢冷冲压零件存在的尺寸精度问题,采用补丁板热成形技术对初始设计中的高强钢冷冲压产品结构进行等强度优化设计。在产品优化设计过程中,结合补丁板热成形技术针对零件功能和受载工况对总成进行了材料厚度优化。并使用Pam-Stamp 2G软件对补丁板热成形工艺过程进行模拟分析,预测出成形过程中存在的焊点变形问题。通过对焊点数量、位置的优化设计迭代,经实物验证,消除了焊点变形可能导致的产品失效风险。最终实现总成减重24.1%的同时降低了模具投资。     

舒勒推出经济型的热成形工艺入门设备

<正>针对资金有限、计划批量尚处于较小阶段的生产厂商,舒勒的Strong Line是理想的热成形工艺入门设备。在热成形工艺中,钢板材会被加热到930℃,并在后续的成形过程中冷却硬化。这是目前在轻量化汽车零部件生产中所采用的成熟技术。除了辊底加热炉与配套的自动化设备外,StrongLine还配备了一台1200 t液压机,工作台尺寸为2.5～3 m。它的拉杆主体采用去应力退火工艺,十分坚固;设计有模具独立过滤液压功能以及带中止功能的滑块倾斜监控。同时,设备还可以选配机器人或机械手,生产节拍可达到5冲次/min。     

汽车EVI技术进展

阐述了EVI的概念、目的及意义,综述了热成形钢、淬火分配（Quenching and Partitioning,QP）钢及DH钢冷成形钢、和新能源汽车专用的高强度钢硅钢新材料方面的进展,以及可实现高精度碰撞模拟的材料断裂卡片和实现剪切边缘冲压模拟的材料成形卡片的开发进展,论述了在新材料开发和精准成形及碰撞模拟的基础上的乘用车车身正向选材,实现EVI的核心目标之一“合适的材料用在合适的地方”。探讨了热成形门环、一体化铝合金下车体、商用车热成形上装及车轮最新制造工艺技术。分析了“双碳”和“抗氢脆”两个共性需求,并提出了低碳排放汽车钢及铝合金零件的实施路径,以及抗氢脆热成形钢和冷成形钢的实现路径。对原材料企业和零部件企业当前和未来基于EVI技术和服务方向提出了建议。     

薄铝硅镀层热成形钢应用技术研究

新型的薄铝硅镀层热成形钢在抗拉强度、屈服强度以及伸长率不变的情况提升了折弯角性能，在汽车应用中具有一定优势。对1 500 MPa薄铝硅镀层热成形钢进行了应用性能研究，包括成形性能、焊接性能、腐蚀性能、胶粘性能。结果显示，减薄铝硅镀层对成形性没有影响，提升了材料的焊接性能，腐蚀性能有所下降，但是总体满足设计要求，胶粘性能也无明显变化。因此，可以推进薄铝硅镀层热成形钢在车身上的批量应用。     

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...     

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。