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随着汽车行业节能减排与轻量化的发展要求,高性能、低成本的高强度钢的生产与应用显得越来越重要。高强度钢经过淬火-配分(Q-P)工艺处理后,在常温下得到马氏体硬相与残余奥氏体软相的复合组织,使钢在性能上兼具优异的强度和良好的塑性,且生产成本较低。本文以高强钢B1500HS为研究对象,采用数值模拟与实验研究相结合的方式,利用有限元模拟软件Abaqus的VUSDFLD接口进行二次开发,对Q-P一体化工艺进行数值模拟,获得组织场分布的模拟结果;根据有限元模拟结果,设计Q-P一体化工艺实验,分析该工艺对B1500HS组织和力学性能的影响,验证高强钢B1500HS经Q-P工艺处理获得较高强度和良好塑性工件的可行性。利用Gleeble热模拟试验机对高强钢B1500HS进行Q-P工艺处理,经单向拉伸试验测得,与直接淬火处理试件相比,处理后的试件抗拉强度由1613.53MPa降低到1299.85MPa~1519.33MPa,塑性得到了较大提高,断后伸长率由6.70%提高到11.92%~20.25%,强塑积由10812.65MPa%提高到17512.05MPa%~26641.31MPa%。经光学显微镜金相观察与X射线衍射分析结果表明,Q-P工艺处理后试件微观组织由板条状马氏体相与残余奥氏体相组成,最优工艺参数为配分温度为330℃、配分时间为30s,抗拉强度为1315.62MPa,断后伸长率为20.25%,强塑积为26641.31MPa%,残余奥氏体相最多可达到12.81%。对Q-P一体化工艺过程的热力学模型进行分析编程,利用Abaqus有限元模拟软件的VUSDFLD接口进行二次开发,对Q-P工艺过程进行组织模拟计算,得到高强钢B1500HS经Q-P工艺处理后得组织演变规律。对高强钢B1500HS的帽形件Q-P一体化工艺进行实验,与Gleeble热模拟实验和有限元模拟结果对比验证,结果表明经Q-P工艺处理后高强钢B1500HS断后伸长率由6.70%提高到10.27%~18.61%,塑性得到较大提高。帽形件的底板强度最高,翼板次之,侧板强度最低;帽形件翼板塑性最好,底板次之,侧板最差。经过光学显微镜金相观察,其微观组织为板条状马氏体、残余奥氏体以及少量的贝氏体。最优工艺参数为配分温度为330℃、配分时间为30s,帽形件翼板处抗拉强度为1021.35MPa%,断后伸长率为18.61%,与直接淬火相比强塑积由10810.65MPa提高到19007.32MPa%。