汽车热冲压覆盖件形变对相变的影响

汽车热冲压覆盖件形变对相变的影响

实现汽车轻量化和提高汽车碰撞安全性，在汽车行业中变得越来越重要。通过降低车身覆盖件的厚度或采用高强度合金钢，能够实现这一目标，但对冲压成形而言，将会降低材料的成形性。这不仅使覆盖件成形过程中容易出现开裂，而且容易产生过量回弹现象，影响车身后续的装配。而采用热冲压工艺能够解决这一问题。但是在实际热冲压过程中，在覆盖件原型阶段，即使控制冲压成形条件最优，有时还会出现覆盖件强度不够的问题。为了对该现象进行更好的理解，需要对热冲压过程中材料属性的变化进行研究。

热冲压过程产生的覆盖件强度下降，可能是由于冲压过程中材料的形变引发材料内部结构相变而造成的。进行试验研究时，通过高温下的拉伸试验模拟材料的热冲压过程。选用的试验材料为未涂装的22MnB5硼钢，将其制造为单轴拉伸试样。一对K型电偶置于试样中心，用来监测和控制试样的真实温度。C型接触式膨胀仪用来测量试样中间宽度产生的变化。同时，采用一个空气冷却喷嘴实现试样的快速冷却。试验时，控制试样温度维持在800℃，试样冷却速度设定为80℃/s，同时控制应变速率为0.1～5.0/s。结果显示，汽车覆盖件在热冲压成形过程中，材料内部奥氏体的变形使得马氏体的相变减少，因而材料的强度出现下降。此外，较高的变形速率使马氏体的相变数量进一步减少。

Takeki Matsumoto et al. SAE 2016-01-0361.

编译：王祥