热成形钢组织性能研究

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1、Cr-Mn系热成形钢组织性能研究摘要:本文新设计了一种添加B元素而采用C「Mn合金化的汽车用热成形用钢。研究了不同的热处理工艺对一种新设计的热成形Cr-Mn钢组织性能的影响。结果表明，奥氏体化温度达到1100°C时，晶粒异常长大，力学性能也发生了恶化；通过在两相区淬火，引入部分铁素体塑性相，能够在强度降低不多的情况下，显著的提高热成形钢的塑韧性，改善钢的综合力学性能；通过控制热成形Cr-Mn钢的冷却速度，引入部分贝氏体进行塑性增强，也能显著的改善钢的综合力学性能，据此可以开发不同级别的系列热成形钢。进行热成形实验冲压U形件，所得的组织

2、也为完全的马氏体组织，显微硬度也达到了480HV以上，由此可以看出新设计的Cr-Mn钢对热成形工艺具有很好的适用性。关键词：热成形；组织；热处理；性能；Abstract：TheeffectsonstructureandpropertiesbydifferentheattreatmentprocessofanewdesignedCrhotformingsteelwasstudied.Theresultsofheattreatmentshowedthatmechanicalpropertieshavebeenworseandgraingr

3、ownabnormallywhenaustenitizingtemperaturereached1100°C.Theintroductionofplasticferritecansignificantlyimproveductilityandtoughness.andimprovecomprehensivemechanicalpropertiesofhotformingsteel,thatcanbeonlyaslightlossinstrengthbyquenchingintwo-phasearea.Theintroductionof

4、somebainiteforplasticstrengthencanalsosignificantlyimprovethecomprehensivemechanicalpropertiesofthehotformingCrsteelbycontrollingthecoolingrate,OnthebasesdifferentlevelsofthehotformingCrsteelscanbedeveloped.Fullmartensitestructurecouldbeobtainedinhotformingexperiments,a

5、ndthehardnessofthehot-stampedsampleswasaboutHV481.ltcouldbeconcludedthatthenewdesignedCr-Mnsteelisagoodcandidateforhot-stampingapplication・Keyvvords:hotformingCrsteels;heattreatment;mechanicalproperties引言节能、环保、安全是当今汽车工业发展面临三大挑战。如何降低汽车耗能，除了小排量、发展新能源汽车等措施之外，有效减轻车重，实施汽车轻量化

6、也是节约能源的重要举措Z—⑴。同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升⑵。汽车轻量化的实现除了优化车身设计外，最主要的还在于高强度和轻质材料的应用上。目前，汽车用材料采取的是多材料战略，即合适的材料用在合适的部位，但总的趋势是钢仍为主导材料，轻质材料得到了快速发展叫相关研究表明若能使钢的抗拉强度提高到1500MPa以上，这相对于传统的汽车用钢，汽车将实现减重30%以上，因此越來越多的国家和机构正在开发超高强度钢5但是随着汽车用钢的强度越来越高，尤其是超高强度钢板的使用，这给汽车零部件的生产带來了越來越

7、大的挑战。因为一般强度越高，塑性就越敖变形就不易，零件的冲压就越困难，外强度越高，对模具的损害也越严重，生产的成本也会大大提高⑹。最早由瑞典开发了热成形工艺很好的解决了超高强度零件生产的问题，即在奥氏体化下完成零件的冲压成形，因此热成形工艺也得到了越来越多的应用⑺。而选择热成形用钢，首先要求是淬透性好，能在模具中淬成马氏体，淬成马氏休后能有超高的强度；其次在冲压前加热奥氏休化轻度不能太高，要易于变形[8]O目前市场上主要的是利用B增加淬透性的热成形硼钢,如22MnB5、27MnCrB5[7'9]，但是都有专利保护。为了能拥有白主知识产

8、权的热成形用钢，马鞍山钢铁股份有限公司和安徽工业大学联合开发了热成形Cr钢，结果表明所开发的热成形钢强度和淬透性完全满足了热成形工艺的要求，为了进一步探究其组织和性能，本文将其进行了不同的热处理。1.实验材料及实验方案1