用于汽车热冲压成形的新钢材

用于汽车热冲压成形的新钢材

实现汽车轻量化，能够改善汽车燃油消耗和降低温室气体排放。采用超高强度合金钢可以减少汽车材料的应用，能够实现汽车轻量化。但是，超高强度钢在冲压成形过程中的成形性能极差，常温下所需成形设备的吨位大，零部件的回弹量大，容易对模具造成损伤，降低模具的使用寿命。为解决该问题，开发出了热冲压成形技术。传统冲压成形通常采用高强度22MnB5硼钢，而若采用热冲压成形则可能造成22MnB5硼钢内部微观结构发生改变，使22MnB5硼钢对碰撞能量的吸收性能发生变化，即伸长率发生变化。因而，考虑热冲压成形采用其它新钢材。

根据不同超高强度合金钢的临界相变温度、临界冷却速率和强化机制以及相应的成本、制造能力、冷成形特性、热成形特性、焊接特性和涂装特性，选择10MnCr5、13MnCr5、15MnCr5这3种铬钢作为候选热冲压钢材，并通过试验对这3种钢材碰撞能量吸收能力进行分析。采用塔塔钢铁欧洲公司生产的10MnCr5、13MnCr5和15MnCr5铬钢，其中10MnCr5铬钢和13MnCr5铬钢的厚度为1.5mm，15MnCr5铬钢的厚度为2.0mm。为了便于对比，采用厚度1.5mm的22MnB5硼钢制成试样，试样尺寸为400mm× 100mm，通过连续退火电阻加热模拟器对试样进行循环热处理以模拟热冲压过程。循环热处理符合英国皇家认可委员会（UKAS）、ISO9001和TS16949的规定。采用德国兹维克（Zwick）生产的Zwick 1474 100kN机电拉伸测试仪对试样进行拉伸测试，以表征钢材的碰撞能量吸收能力，并对拉伸断裂面进行金相分析和硬度测量。测试结果显示：3种铬钢的伸长率约为22MnB5硼钢的两倍；热冲压成形会使钢材内部的铁素体-马氏体双相微观结构增加，从而降低材料的硬度。

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2016年第33期

作者：T.Taylor

编译：张振伟