《溫熱成形超細晶中錳鋼的馬氏體相變行為和成形性分析》是依託大連理工大學,由常穎擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：溫熱成形超細晶中錳鋼的馬氏體相變行為和成形性分析
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：常穎
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超細晶中錳鋼作為國家973項目最新研發的第三代汽車鋼，經溫熱成形後，具備與目前的熱成形高強鋼強度相當而塑性翻番的顯著優勢，更利於汽車安全性品質的提升。因中錳鋼成分、超細晶微觀結構等的新特徵屬性，導致其溫熱成形過程中的系列基礎科學問題亟需解決，以保證複雜結構精確成形的工藝開發。本項目將研究變溫、變載入條件下中錳鋼馬氏體多尺度微觀結構中各力學性能的組織控制單元，以構建理想的超細晶微觀結構形成路徑；揭示多場耦合作用下的馬氏體相變行為特徵,並完善相變動力學和相變塑性模型，為衝壓仿真分析奠定理論基礎；開展不同應變路徑下板材的熱成形極限試驗，繪製全溫度域的三維成形極限圖，闡明板材高溫成形能力和斷裂機制。本項目提出的中錳鋼在熱-力-相變耦合作用下多尺度微觀結構形成、理論模型構建和高溫成形性評價等均是全新課題，研究成果將豐富馬氏體相變理論和彈塑性成形理論，高強度、高塑性中錳鋼的成功套用將具有重要現實意義。
結題摘要
為了實現汽車輕量化並提高被動安全性，更多的汽車安全件和結構件都使用了高強鋼熱成形技術，熱成形零件通常使用經典22MnB5硼鋼製造，工業加熱溫度一般為950℃，但其存在生產成本高、氧化脫碳（針對無塗層板料）、工業視窗窄以及零件塑性較低等問題。溫成形是一種基於中錳鋼顯著降低加熱溫度的熱成形工藝，坯料加熱至完全奧氏體化後，在模具中成形的同時完成淬火，獲得完全馬氏體組織及超高強度力學性能，為了區別於傳統熱成形，定義為溫成形工藝。項目研究要點1、掌握多場耦合作用下中錳鋼馬氏體相變行為和多尺度微觀結構的形成規律；2、得到能夠體現超細晶中錳鋼多場耦合關係的數值仿真方法；3、闡述中錳鋼的高溫成形極限能力；4、構建製備具有較好成形性、優異力學性能的超細晶中錳鋼件全新的、科學的溫成形方法和理論模型。資助期間，上述研究要點均取得一定成果，不但豐富了馬氏體相變理論，也完善了中錳鋼高溫塑性成形理論，並基於已積累的成果和經驗，成功獲得了工業條件下中錳鋼工藝視窗，完成了大變形條件下多個典型複雜汽車零件的套用型基礎研究，為後續的套用推廣奠定了理論基礎和必要數據。2016年北京車展中，北汽集團將溫成形中錳鋼B柱作為未來輕量化的主要方向之一進行展出，得到各大汽車廠和鋼廠的關注。第一或通訊，項目負責人完成了高水平文章8篇(學科交叉特色，中科院TOP期刊或領域知名期刊)；與合作單位主要參加者完成中文綜述性論文1篇；另外，線上1篇；第一發明人，授權國家發明專利12項；獲獎方面，排名第一，獲得遼寧省自然科學學術成果獎2項、大連市優秀科技成果獎2項，同時，合作者王存宇老師2019年獲得第九屆中國金屬學會“冶金青年科技獎”；國內外學術會議，參加包括國外學術會議TMS(美國)、以及國內頂級學術會議十餘次，並作邀請報告和口頭報告等。
