热冲压成形钢的强度与塑性及断裂应变 被引量：31

1

作者 易红亮 常智渊 +2 位作者 才贺龙 杜鹏举 杨达朋 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期429-443,共15页

轻量化是支撑汽车电动化和智能化的重要赋能技术之一。抗拉强度为1500 MPa的热冲压成形用硼钢(22MnB5)是目前最经济有效的车身轻量化技术解决方案,而汽车工业对轻量化需求的日益提高正引领热冲压成形钢向着更高强度、更高塑性及更高断... 轻量化是支撑汽车电动化和智能化的重要赋能技术之一。抗拉强度为1500 MPa的热冲压成形用硼钢(22MnB5)是目前最经济有效的车身轻量化技术解决方案,而汽车工业对轻量化需求的日益提高正引领热冲压成形钢向着更高强度、更高塑性及更高断裂应变的方向发展。本文首先分析了车身轻量化对碰撞过程中构件变形抗力和断裂抗力的要求,解释了强度与塑性及断裂应变等材料的力学性能参量对碰撞变形抗力和断裂抗力的影响,然后介绍了作者及其他研究人员在研究开发更高强度、更高延伸率、更高断裂应变的新一代热冲压成形钢的最新进展:(1)提出了一种新的强韧化方法,在热冲压成形钢的马氏体基体组织内引入大量纳米级的VC析出物,从而在获得2000 MPa强度的同时保持了与常规1500 MPa热冲压钢22MnB5相当的延伸率和断裂应变。(2)在热冲压成形钢的微观组织中引入残余奥氏体,利用相变诱导塑性效应显著提升热冲压成形钢的延伸率;具体的工艺实施途径包括模具外淬火-配分工艺、淬火-闪配分工艺、淬火-回火配分工艺等。(3)介绍了热冲压成形钢的新一代Al-Si镀层技术以及Al-Si镀层板断裂应变改善方面的最新研究进展;通过降低Al-Si镀层与钢板基体之间的合金化扩散来减少界面C富集,从而达到显著提高Al-Si镀层热冲压成形钢断裂应变的目的。 展开更多

关键词 轻量化 热冲压钢 Al-Si镀层 延伸率 冷弯角 断裂抗力

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22MnB5热冲压钢的研究进展 被引量：26

2

作者 杨洪林 张深根 +1 位作者 洪继要 李俊 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-5,10,共6页

22MnB5热冲压钢具有良好的成形性能和较高的成形强度,在提高车身的碰撞安全性和减轻车重方面具有显著的效果,使其在白车身上的应用越来越广。本文介绍了22MnB5热冲压钢的发展现状,对22MnB5热冲压钢的材料特性、奥氏体化工艺及冲压成形... 22MnB5热冲压钢具有良好的成形性能和较高的成形强度,在提高车身的碰撞安全性和减轻车重方面具有显著的效果,使其在白车身上的应用越来越广。本文介绍了22MnB5热冲压钢的发展现状,对22MnB5热冲压钢的材料特性、奥氏体化工艺及冲压成形性能的最新研究进展进行了概括,结合22MnB5热冲压钢的镀层技术介绍了其焊接、涂镀、耐蚀等性能的研究进展。探讨了22MnB5热冲压钢的优势及存在的问题,指出热冲压钢镀层技术是将来发展的重要方向。 展开更多

关键词 22MnB5 马氏体 成形极限图 热冲压钢 热冲压钢镀层

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1500 MPa级铝硅镀层热成形钢的试制及质量评价 被引量：11

3

作者 李润昌 张环宇 +2 位作者 张士杰 尚涛 徐德超 《轧钢》 2021年第2期33-36,共4页

为开发1500 MPa级铝硅镀层热成形钢,采用连退模拟器模拟了5种退火涂镀工艺,采用拉伸试验机、金相显微镜检测样板力学性能、金相组织及镀层组织,以确定最优退火、涂镀工艺;针对试验中的漏镀缺陷,分析了其产生原因。结果表明,在带钢运行... 为开发1500 MPa级铝硅镀层热成形钢,采用连退模拟器模拟了5种退火涂镀工艺,采用拉伸试验机、金相显微镜检测样板力学性能、金相组织及镀层组织,以确定最优退火、涂镀工艺;针对试验中的漏镀缺陷,分析了其产生原因。结果表明,在带钢运行速度为80 m/min,加热温度为770℃,快冷温度为650℃的工艺下,铝硅镀层CR1000/1500HS+AS带钢力学性能最优;退火炉内加热段露点温度低是产生漏镀缺陷的根本原因,为此将加热段露点调整为-10~-20℃,解决了漏镀问题。取成品样板进行模拟热冲压试验,冲压后性能合格,组织全部为马氏体,无脱碳层;镀层裂纹未延伸至基体,满足用户对镀层质量的要求。 展开更多

关键词 铝硅镀层 热成形钢 退火 加热段 露点 漏镀 力学性能 镀层质量

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Al-Si镀层在激光拼焊板焊缝中分布及性能影响研究 被引量：8

4

作者 张帆 李芳 +3 位作者 华学明 王诗恩 王大明 褚卫东 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期96-103,共8页

针对热成形前Usibor1500钢板激光拼焊时Al-Si镀层对焊缝的影响进行研究,对比分析了保留Al-Si镀层与去除顶层镀层后的激光拼焊焊缝金相特征,通过能量色散X-射线光谱（EDS）的方法分析了镀层元素在焊缝中的分布特征,采用室温拉伸实验研究... 针对热成形前Usibor1500钢板激光拼焊时Al-Si镀层对焊缝的影响进行研究,对比分析了保留Al-Si镀层与去除顶层镀层后的激光拼焊焊缝金相特征,通过能量色散X-射线光谱（EDS）的方法分析了镀层元素在焊缝中的分布特征,采用室温拉伸实验研究了去除顶层镀层前后力学性能的差异。研究结果表明：Al元素分布于焊缝各个部位并存在局部偏聚,Al在不同合金相中质量百分比分别为1.76%和2.65%;Al-Si镀层进入焊缝形成的脆性相降低焊缝力学性能,焊缝断裂的抗拉强度为458~479 MPa,而断裂于母材时为500 MPa左右;去除顶层镀层可以改善焊缝力学性能,拉伸断裂位置均为母材。 展开更多

关键词 激光光学 光纤激光拼焊 热成形钢 铝硅镀层 元素分布 力学性能

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铝硅涂层钢摆动激光填丝焊接接头组织和性能 被引量：2

5

作者 许伟 张旭志 +2 位作者 陶武 张家志 杨上陆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期49-58,共10页

采用摆动激光填丝焊接Al‑Si涂层22MnB5钢,研究摆动频率对焊接接头的组织和力学性能的影响。并与常规激光自熔焊接(LW)进行对比,讨论摆动激光填丝焊接(OLFW)工艺对δ‑铁素体的抑制作用。结果表明,LW焊缝表面出现下凹,而OLFW工艺能够改善... 采用摆动激光填丝焊接Al‑Si涂层22MnB5钢,研究摆动频率对焊接接头的组织和力学性能的影响。并与常规激光自熔焊接(LW)进行对比,讨论摆动激光填丝焊接(OLFW)工艺对δ‑铁素体的抑制作用。结果表明,LW焊缝表面出现下凹,而OLFW工艺能够改善焊缝成形,并降低焊缝中α‑铁素体的含量。当摆动频率为200 Hz时,α‑铁素体的体积分数最低(11.51%)。高含量的α‑铁素体造成LW接头的平均硬度、抗拉强度、延伸率分别降低至392 HV、1440 MPa、1.92%。与LW相比,热冲压前摆动激光填丝焊接样品2(OLFW2)焊缝中Al的平均含量(质量分数)由2.16%降低至1.38%。热冲压后OLFW2接头的平均硬度、抗拉强度、延伸率分别提高至471 HV、1561 MPa、3.1%,分别提高了20.2%、8.4%、61.5%。焊缝中α‑铁素体的形成和不均匀分布是造成LW和OLFW2接头断裂在焊缝的主要原因。 展开更多

关键词 激光技术 摆动激光焊接 热成形钢 铝硅涂层 焊丝 微观组织 力学性能

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热冲压保温温度对22MnB5钢Al-Si镀层微观组织的影响

6

作者 吕家舜 徐闻慧 +3 位作者 杨洪刚 金勇 王永明 徐承明 《轧钢》 北大核心 2024年第2期92-96,137,共6页

Al-Si镀层热冲压用钢越来越多的被应用于汽车行业,为探究冲压前的再加热工艺对Al-Si镀层微观组织的影响,对22MnB5冷轧基板进行了热浸镀实验,利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、辉光光谱仪、电子探针、X-射线衍射仪研究了在不同保温温度下... Al-Si镀层热冲压用钢越来越多的被应用于汽车行业,为探究冲压前的再加热工艺对Al-Si镀层微观组织的影响,对22MnB5冷轧基板进行了热浸镀实验,利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、辉光光谱仪、电子探针、X-射线衍射仪研究了在不同保温温度下Al-Si镀层微观组织的演变规律。结果表明:随保温温度的升高,镀层Fe含量逐渐升高,其质量分数最高可达到50%以上,在900℃以上时Al、Fe的质量分数比基本固定;Al元素向Fe基体渗透的深度可达30μm;镀层中的物相包括Al-Fe二元合金相、Al-Fe-Si三元合金相。 展开更多

关键词 保温温度 热冲压用钢 Al-Si镀层 微观组织

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汽车底板纵梁用带Al-Si涂层硼钢板的热冲压 被引量：6

7

作者 李兵 张春 +2 位作者 王敏 肖海峰 张宇 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期38-42,共5页

对带Al-Si涂层硼钢板进行汽车底板纵梁热冲压试验,利用光学显微镜,扫描电镜及能谱分析研究了热冲压前后该钢的组织和形貌。结果表明:热冲压后涂层由致密的化合物结构变成6层化合物结构,涂层中产生大量裂纹,变形处涂层脱落较多;涂层脱落... 对带Al-Si涂层硼钢板进行汽车底板纵梁热冲压试验,利用光学显微镜,扫描电镜及能谱分析研究了热冲压前后该钢的组织和形貌。结果表明:热冲压后涂层由致密的化合物结构变成6层化合物结构,涂层中产生大量裂纹,变形处涂层脱落较多;涂层脱落越严重处,Si元素越少;涂层板在无润滑剂条件下热冲压时,零件表面划痕较多,涂层与模具产生粘着摩擦,导致零件断裂;玻璃润滑剂有利于改善摩擦条件,避免零件的成形开裂。 展开更多

关键词 热冲压 硼钢板 AL-SI涂层 裂纹

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奥氏体化时间对铝硅镀层热成形钢组织及性能的影响 被引量：3

8

作者 陈忠 郑笑芳 +2 位作者 崔磊 周世龙 刘永刚 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第4期361-366,共6页

在22MnB5热成形钢基体材料上制备AS150铝硅镀层,研究奥氏体化保温时间对22MnB5铝硅镀层热成形钢组织及性能的影响。结果表明:随奥氏体化保温时间的增加,铝硅镀层中的Fe-Al-Si相由靠近界面处细长而连续状的Fe_(2)SiAl_(2)相转变为不连续... 在22MnB5热成形钢基体材料上制备AS150铝硅镀层,研究奥氏体化保温时间对22MnB5铝硅镀层热成形钢组织及性能的影响。结果表明:随奥氏体化保温时间的增加,铝硅镀层中的Fe-Al-Si相由靠近界面处细长而连续状的Fe_(2)SiAl_(2)相转变为不连续状的Fe3SiAl3相,最后转变为向镀层表面偏移的粗大而不连续的Fe_(4)SiAl_(4)相;Al,Si,O元素沿深度方向由镀层表面向基体的迁移量总体呈增大趋势,O元素迁移的最大深度约1.15μm,Fe元素沿深度方向由基体向镀层表面的迁移量总体增大趋势明显;铝硅镀层表面平均粗糙度R_(a)、峰值计数R_(pc)先快速增大后缓慢减小,保温6 min时R_(a),R_(pc)达最大,相应为2.01μm,186;镀层总厚度、界面结合层厚度逐渐增加,基体显微硬度先快速增大后趋于缓慢变化。 展开更多

关键词 热成形钢 铝硅镀层 奥氏体时间 显微组织 合金元素迁移

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镀锌热冲压钢板成形过程中的裂纹产生及扩展 被引量：3

9

作者 李学涛 张杰 +3 位作者 江社明 张启富 徐德超 滕华湘 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期202-206,共5页

采用Gleeble热模拟机,利用扫描电镜SEM(附带EDS)及电子探针EPMA研究了镀锌热冲压钢变形过程中裂纹的产生原因和扩展机理。结果表明:镀锌热冲压钢板高于782℃成形时,易产生液态金属致脆断(LMIE)的裂纹。镀层主要由固态的α-Fe(Zn)和液态Z... 采用Gleeble热模拟机,利用扫描电镜SEM(附带EDS)及电子探针EPMA研究了镀锌热冲压钢变形过程中裂纹的产生原因和扩展机理。结果表明:镀锌热冲压钢板高于782℃成形时,易产生液态金属致脆断(LMIE)的裂纹。镀层主要由固态的α-Fe(Zn)和液态Zn组成。裂纹产生于α-Fe(Zn)和液相界面处,液态锌沿奥氏体晶界渗透并与基板不断产生α-Fe(Zn),裂纹沿α-Fe(Zn)和液相界面处不断扩展,导致基体发生脆断。为避免或减轻LMIE裂纹的出现,可控制奥氏体化工艺使镀层仅含固态的α-Fe(Zn)相或者使液态相远离基体,并采用较低的热成形温度。 展开更多

关键词 热冲压钢 锌基镀层 裂纹 相结构

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22MnB5热成形钢奥氏体化时热镀Al-10%Si镀层组织的演化 被引量：13

10

作者 袁训华 张启富 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1495-1503,共9页

利用SEM观察了22Mn B5钢在900℃不同奥氏体化时间下,热镀Al-10%Si(质量分数)镀层的微观组织变化情况,利用EDS和GD-OES分析了奥氏体化后热镀Al-10%Si镀层的元素分布。结果表明,22Mn B5钢奥氏体化前,热镀Al-10%Si镀层主要由纯Al、纯Si和... 利用SEM观察了22Mn B5钢在900℃不同奥氏体化时间下,热镀Al-10%Si(质量分数)镀层的微观组织变化情况,利用EDS和GD-OES分析了奥氏体化后热镀Al-10%Si镀层的元素分布。结果表明,22Mn B5钢奥氏体化前,热镀Al-10%Si镀层主要由纯Al、纯Si和二者共晶反应形成的金属间化合物Fe_2SiAl_7组成,在Fe_2SiAl_7和钢基体之间存在一层薄薄的由Fe2Al5和FeAl_3组成的化合物层。900℃奥氏体化后,热镀Al-10%Si镀层中的三元共晶相Al+Si+t6逐渐转变为三元Al-Fe-Si或二元Fe-Al金属间化合物。奥氏体化时间为2 min时,镀层由Fe_2SiAl_7、Fe_2Al_5和FeAl_2组成;奥氏体化时间为5 min时,镀层由FeAl_2、Fe_2SiAl_2和Fe_5SiAl_4组成;奥氏体化时间为8 min时,镀层由FeAl_2和Fe5Si Al4组成。由于Fe_2SiAl_2和镀层/钢基体界面扩散层中Al原子的扩散系数远大于Fe原子,导致从镀层向钢基体晶界及晶粒内扩散并与之反应所消耗Al原子的量远大于从钢基体扩散到镀层中的Fe原子量,从钢基体中流入到镀层中的空位数量远大于从镀层中流入到钢基体中的空位数量。原子的不平衡扩散及镀层/钢基体界面空位数量的富余使得扩散反应层与镀层的交界区域形成了Kirkendall空洞。22MnB5钢奥氏体化时,热镀Al-10%Si镀层表面形成一层稳定的Al_2O_3氧化膜,镀层的高温氧化现象非常有限,热镀Al-10%Si镀层可以作为22MnB5钢热成形时的保护层。但热镀Al-10%Si镀层扩散过程中产生的脆性金属间化合物因高温塑性不足而导致镀层中产生大量垂直于镀层/钢基体界面并贯穿整个镀层的微裂纹,从而影响镀层的防护性能。 展开更多

关键词 22MnB5热成形钢 热镀Al-10%Si镀层 扩散 金属间化合物 Kirkendall效应

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加热速率对镀锌热成形钢镀层组织的影响 被引量：6

11

作者 李学涛 张杰 +3 位作者 江社明 张启富 徐德超 滕华湘 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期80-84,共5页

利用扫描电镜（SEM）及附带能谱仪系统（EDS）和辉光放电光学光谱仪（GDOES）,研究了不同的加热速率对镀锌热成形钢镀层组织的影响。结果表明,镀层组织主要由Γ相和α-Fe（Zn）组成,随着加热速率的降低,锌镀层中的α-Fe（Zn）相增多,Γ... 利用扫描电镜（SEM）及附带能谱仪系统（EDS）和辉光放电光学光谱仪（GDOES）,研究了不同的加热速率对镀锌热成形钢镀层组织的影响。结果表明,镀层组织主要由Γ相和α-Fe（Zn）组成,随着加热速率的降低,锌镀层中的α-Fe（Zn）相增多,Γ相比例减少。当加热速率为5~15℃/s时,镀层中主要以α-Fe（Zn）为主,Γ相很少,且靠近铁基体侧无Γ相;随着加热速率的降低,镀层中铁质量分数逐渐增多,合金化镀层厚度逐渐增厚;加热速率为15℃/s,镀层中的铁和锌分布地较均匀;加热温度为900℃时,控制加热速率为5~15℃/s,可有效减少或避免液态金属致脆性（LMIE）裂纹的产生。 展开更多

关键词 镀锌热成形钢 加热速率 镀层组织 热成形

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加热工艺对热成形钢表面纯锌镀层组织和表面氧化物的影响 被引量：6

12

作者 张杰 江社明 +2 位作者 张启富 刘常升 滕华湘 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2014年第5期450-453,共4页

采用FE-SEM和EDS分析了不同加热工艺后的热成形钢板纯锌镀层的相结构和表面状态,表面元素分布和XRD结果验证了加热后镀层表面的相组成。结果表明,高温加热后的镀层转变为氧化锌、Γ相和α-Fe(Zn)相;增加加热温度和保温时间都会导致镀层... 采用FE-SEM和EDS分析了不同加热工艺后的热成形钢板纯锌镀层的相结构和表面状态,表面元素分布和XRD结果验证了加热后镀层表面的相组成。结果表明,高温加热后的镀层转变为氧化锌、Γ相和α-Fe(Zn)相;增加加热温度和保温时间都会导致镀层表面氧化锌的形成增加,并形成连续的氧化锌层。GI镀层在加热温度为870℃时,镀层表面主要成分为Fe-Zn合金相,只有少量的氧化物存在;随加热温度和保温时间增加,镀层表面的氧化物逐渐增多,连续氧化铝层逐渐消失,Γ相也逐渐减少。 展开更多

关键词 热成型钢 加热工艺 纯锌镀层 组织 氧化物

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淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响

13

作者 姜进京 周林 邓宗吉 《理化检验（物理分册）》 CAS 2021年第5期10-13,17,共5页

为研究淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响,采用DIL805A/D淬火膨胀仪、扫描电镜和能谱仪分析了热成形钢铝-硅涂层加热过程中3种不同厚度涂层的相结构及涂层厚度的变化规律。结果表明:相同淬火加热温度下,不同厚度的涂层中形成了... 为研究淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响,采用DIL805A/D淬火膨胀仪、扫描电镜和能谱仪分析了热成形钢铝-硅涂层加热过程中3种不同厚度涂层的相结构及涂层厚度的变化规律。结果表明:相同淬火加热温度下,不同厚度的涂层中形成了不同的相结构,涂层越薄,铁向涂层方向、铝向钢基体方向扩散的路径越短,铁和铝的饱和时间越少,合金化时间也越少。奥氏体化后,涂层中出现了裂纹和孔洞,且随温度升高孔洞的数量变多、尺寸变大;涂层总厚度和相互扩散层厚度均随温度的升高而增大,同一加热温度下3种厚度涂层的相互扩散层厚度相当。 展开更多

关键词 热成形钢 铝-硅涂层 淬火热处理 加热温度 涂层厚度

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热成型钢板、铝硅镀层钢板和热镀纯锌镀层钢板的耐蚀性研究 被引量：4

14

作者 袁超 李华鑫 +3 位作者 冯婷婷 张锦 姜发同 马秋 《材料保护》 CAS CSCD 2022年第3期14-18,27,共6页

过去几年,热成型镀层钢板被广泛用于汽车轻量化零部件,以满足汽车工业日益严苛的燃油消耗、温室气体排放和乘员安全性法规要求。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和盐雾试验箱等设备,对裸板、锌基镀层和铝硅镀层热成型钢板的形貌和腐蚀... 过去几年,热成型镀层钢板被广泛用于汽车轻量化零部件,以满足汽车工业日益严苛的燃油消耗、温室气体排放和乘员安全性法规要求。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和盐雾试验箱等设备,对裸板、锌基镀层和铝硅镀层热成型钢板的形貌和腐蚀性能进行对比分析。结果表明:3种热成型材料的金相组织均为马氏体和少量残余奥氏体组织;铝硅镀层和锌基镀层热成型钢板镀层完整,未出现贯穿到基材的裂纹;热成型裸板脱碳层深度约为10μm,铝硅镀层由α-Fe相、Fe_(2)Al_(5)相、FeAl相和Fe_(2)Al_(5)相4层结构组成,锌基镀层主要由α-Fe相组成;裸板、铝硅镀层、锌基镀层热成型钢板在中性盐雾环境下出现5%红锈的时间分别为6,76,96 h,腐蚀深度分别为257,134,66μm;经电泳处理后的裸板、铝硅镀层、锌基镀层热成型钢板在中性盐雾环境下的腐蚀宽度分别为75.6,42.3,143.8μm,腐蚀深度分别为32.2,7.0,2.5μm,抗腐蚀性能排序为锌基镀层电泳板>铝硅镀层>裸板。 展开更多

关键词 热成型钢 铝硅镀层 纯锌镀层 腐蚀性能

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