FAS390Q桥壳热冲压成形过程的数值模拟及组织性能研究

摘要

桥壳是汽车驱动桥总成的桥体，其质量的好坏是制约汽车承载能力的关键因素。对中、重型卡车桥壳而言，目前国内外均采用热冲压一焊接法生产，而使用的材料国外有专用的桥壳用微合金化钢，国内尚无专用的桥壳用钢种，常采用16MnL代替，桥壳产品的综合性能低。鉴于此，宝钢公司研制开发出了具有高强度高韧性的桥壳用钢种FAS390Q。本文从以下三个方面对桥壳的热冲压成形过程、成形工艺和成形过程中组织和性能的变化规律进行了研究。 1．应用有限元软件MSC.Marc对桥壳的热冲压成形过程进行了数值模拟，考察冲压条件对冲压过程中温度场、应力场分布的影响规律。 2．通过热模拟实验考察变形温度、变成程度及变形后的冷却速度对FAS390Q的力学性能的影响规律，确定出最佳热冲压工艺参数。 3．对在以上工作中确定的最佳工艺条件下生产的桥壳进行性能测试和组织观察。 通过研究得到以下结论：1．不同工艺条件下冲压时危险部位均在凹模拐角的下方，为保证桥壳热冲压成形过程的顺利进行，冲压温度应高于700℃，冲压速度应低于20mm/s。2．热冲压后的冷却速度是影响桥壳力学性能的主要因素，变形程度和冲压温度对桥壳的力学性能影响不大。3．最佳的热冲压工艺为：冲压温度：800℃；冲压速度：15mm/s；热冲压后的冷却速度：1℃/s。在此工艺条件下热冲压成形后的桥壳与原料相比，强度略有提高，塑性变化不大。4．晶粒细化、在晶内和晶界上仍有大量碳化物析出以及亚晶的产生是热冲压后桥壳强度提高的原因。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外汽车构件用钢板的现状及发展趋势

1.3桥壳用钢概述

1.3.1低合金高强度钢的性能特点及用途

1.3.2 16MnL的化学成分及合金元素的作用

1.3.3控轧控冷技术的基本原理和特点

1.4桥壳的结构型式及工艺特点

1.4.1可分式桥壳

1.4.2整体式桥壳

1.4.3组合式桥壳

1.5课题的来源及主要研究内容

1.5.1课题的意义及来源

1.5.2本课题的研究内容及目的

第二章FAS390Q桥壳热冲压成形过程数值模拟

2.1板料冲压成形过程的特点

2.2板料成形数值模拟的研究进展

2.2.1塑性有限元法

2.2.2模拟模型的发展

2.2.3模拟软件的发展及分类

2.3模拟工艺参数的确定

2.4 Marc有限元模拟的基本过程

2.4.1模型的建立

2.4.2前处理

2.4.3分析计算

2.5模拟结果与分析

2.5.1冲压温度对应力场和温度场的影响

2.5.2摩擦系数对应力场和温度场的影响

2.5.3冲压速度对应力场和温度场的影响

2.6变形过程

2.7本章小节

第三章FAS390Q的热模拟实验研究

3.1实验材料

3.2实验方案

3.3实验内容及方法

3.4主要实验设备

3.4.1 Gleeble1500热模拟实验机

3.4.2微机控制电子万能试验机

3.5实验结果与分析

3.5.1实验测量结果

3.5.2数据处理

3.5.3最佳热冲压工艺参数的确定

3.6本章小节

第四章FAS390Q热冲压后的组织性能研究

4.1取样说明

4.2 FAS390Q热冲压成形后的力学性能

4.3热冲压对FAS390Q钢板显微组织的影响

4.3.1实验内容及方法

4.3.2金相组织观察

4.3.3透射显微组织观察

4.4本章小节

第五章结论

参考文献

致谢