本文關鍵詞：BR1500HS超高強度鋼熱變形行為的研究

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【摘要】：在全球環(huán)境污染、能源危機、汽車安全等問題日益突出的形勢下,汽車輕量化,安全化無疑成為全球科研機構及工業(yè)界的重要研究目標。熱沖壓工藝結合了材料高溫時的良好成形性及冷卻時材料的相變強化,能夠生產出形貌完整、尺寸精確、強度高的熱沖壓件,一定程度上緩解了上述問題。BR1500HS超高強度鋼板是國內唯一批量供應的熱沖壓熱軋鋼板,因此研究BR1500HS超高強度鋼板的熱變形行為具有很重要的意義。本文以BR1500HS超高強度鋼為研究對象,通過熱拉伸試驗、金相試驗、熱加工圖、Deform-3D模擬軟件對BR1500HS超高強度鋼的熱成形性能進行了研究,具體研究內容如下:在Gleeble3500熱模擬試驗機上對BR1500HS超高強度鋼板做恒溫等應變速率的熱拉伸試驗,獲得BR1500HS超高強度鋼板在應變速率為0.01~1s-1、變形溫度為773~1223K時的真應力-真應變曲線。根據(jù)蠕變理論及材料的真應力-真應變曲線確定材料的變形激活能、硬化指數(shù)等相關材料常數(shù)并引入Zener-Hollomon參數(shù),建立材料熱拉伸過程中穩(wěn)態(tài)應力與變形條件之間的數(shù)學關系式。通過位錯密度演化模型描述加工硬化和動態(tài)回復對流動應力的影響,并建立了能夠表征BR1500HS超高強度鋼熱成形過程中加工硬化和動態(tài)回復行為的本構模型�；谒⒌谋緲嬆Ｐ徒⒉⑶蠼獠牧蠠嶙冃芜^程中的動態(tài)回復動力學方程。通過繪制熱加工圖分析了變形條件對BR1500HS超高強度鋼板熱拉伸過程中微觀組織演變的影響,結合金相實驗進一步觀察了材料熱拉伸過程中微觀組織的演變,結果表明,當變形溫度設定為1123K到1223K,應變速率設定為0.01s-1到0.02s-1時材料比較適合進行熱成形。根據(jù)熱拉伸試驗及Deform-3D有限元分析對材料的斷裂準則進行修正,建立了適用于成形溫度為873K到1223K,應變速率為0.01s-1到1s-1的斷裂準則。通過對Deform-3D軟件進行二次開發(fā),將動態(tài)回復模型和修改后的斷裂準則應用于Deform-3D中,模擬了BR1500HS超高強度鋼熱拉伸過程中動態(tài)回復體積分數(shù)及損傷值隨變形條件的變化。
【關鍵詞】：BR1500HS超高強度鋼 真應力-應變曲線 動態(tài)回復 熱加工圖 斷裂
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9-11
• 1.2 熱沖壓成形工藝概述11-13
• 1.2.1 熱沖壓成形工藝原理及分類11-12
• 1.2.2 熱沖壓技術研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 超高強度鋼發(fā)展與應用現(xiàn)狀13
• 1.4 課題研究意義13-14
• 1.5 本文的主要研究內容14-15
• 2 熱沖壓成形理論15-23
• 2.1 塑性力學基本理論15-18
• 2.1.1 屈服準則15
• 2.1.2 流動準則15-16
• 2.1.3 硬化準則16-17
• 2.1.4 斷裂準則17-18
• 2.2 金屬的熱塑性變形18-20
• 2.2.1 晶內滑移變形18-19
• 2.2.2 晶界滑移變形19
• 2.2.3 擴散性蠕變19
• 2.2.4 動態(tài)回復和動態(tài)再結晶19-20
• 2.3 金屬熱沖壓過程中的傳熱學理論20-21
• 2.4 本章小結21-23
• 3 BR1500HS超高強度鋼高溫力學行為23-33
• 3.1 熱拉伸實驗23-25
• 3.1.1 實驗材料及設備23
• 3.1.2 試樣尺寸23-24
• 3.1.3 實驗方法24-25
• 3.2 BR1500HS超高強度鋼高溫流變行為25-27
• 3.2.1 BR1500HS超高強度鋼真應力-真應變曲線25-26
• 3.2.2 溫度對材料峰值應力的影響26
• 3.2.3 應變速率對材料峰值應力的影響26-27
• 3.3 變形條件對材料延伸率的影響27-28
• 3.3.1 溫度對材料延伸率的影響27
• 3.3.2 應變速率對材料延伸率的影響27-28
• 3.4 BR1500HS超高強度鋼穩(wěn)態(tài)應力的模型28-31
• 3.4.1 材料常數(shù)的求解29
• 3.4.2 平均激活能的求解29-30
• 3.4.3 材料穩(wěn)態(tài)應力表達式的確定30-31
• 3.5 本章小結31-33
• 4 BR1500HS超高強度鋼動態(tài)回復行為33-43
• 4.1 表征加工硬化及動態(tài)回復行為的本構模型33-39
• 4.1.1 模型的求解及驗證34-37
• 4.1.2 模型參數(shù)與變形條件的關系37-39
• 4.2 BR1500HS超高強度鋼的動態(tài)回復動力學39-42
• 4.2.1 動態(tài)回復動力學模型的建立及驗證39-41
• 4.2.2 動態(tài)回復程度與變形條件的關系41-42
• 4.3 本章小結42-43
• 5 BR1500HS超高強度鋼熱拉伸過程微觀組織分析43-49
• 5.1 金相實驗43
• 5.1.1 實驗材料及設備43
• 5.1.2 實驗方法43
• 5.2 熱拉伸件晶粒尺寸分析43-45
• 5.3 晶粒尺寸與材料性能的關系45
• 5.4 BR1500HS超高強度鋼的動態(tài)熱加工圖45-48
• 5.4.1 動態(tài)材料模型理論基礎45-46
• 5.4.2 BR1500HS超高強度鋼熱加工圖的繪制46-48
• 5.5 本章小結48-49
• 6 BR1500HS超高強度鋼熱拉伸過程數(shù)值分析49-61
• 6.1 Deform-3D軟件簡介49-50
• 6.2 有限元模型的建立50-53
• 6.2.1 熱拉伸過程的幾何模型50
• 6.2.2 模擬參數(shù)設置50-51
• 6.2.3 材料損傷閾值的確定51-53
• 6.3 Deform-3D軟件二次開發(fā)53-54
• 6.3.1 用戶子程序結構53-54
• 6.3.2 二次開發(fā)具體操作方法54
• 6.4 有限元分析結果54-57
• 6.4.1 試樣熱拉伸過程動態(tài)回復模擬結果54-56
• 6.4.2 試樣拉伸過程斷裂模擬結果56-57
• 6.5 斷裂損傷閾值的修正及模擬結果57-60
• 6.6 本章小結60-61
• 7 結論與前景展望61-63
• 7.1 結論61-62
• 7.2 展望62-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-71
• 附錄71

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王魯;航天工業(yè)部超高強度鋼的應用、發(fā)展與規(guī)劃專題討論會在常熟召開[J];宇航材料工藝;1984年03期

2 王魯;殼體超高強度鋼的研究應用現(xiàn)狀及近期發(fā)展方向[J];宇航材料工藝;1984年06期

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本文編號：1105638