22MnB5车用高强度钢在不同加热条件下脱碳层厚度、晶粒尺寸的变化(2)

二、项目研究内容（目前研究的现状、主要研究内容，重点和难点及可能的创新点，研究思路和方法等） 如果在室温下进行22MnB5这种高强度钢板的成形，对成形工艺、模具质量都将提出十分苛刻的要求。因而，热成形工艺的高强度钢板应运而生。现在欧洲已有设备生产企业能够提供高强度汽车板热冲压生产线，在欧美、日本以及国内的主要汽车制造企业已开始尝试使用采用热冲压成形技术生产的超高强度钢板构件，如车门防撞杆、保险杠加强梁、A、B、C柱、门框加强梁等。国内对热冲压成形技术的研究起步较晚，虽然现在国内也对高强度钢这一部分投入了很大的精力，但是国内与国外却有着很大的差距。国内主要是同济大学（主要是对安赛乐生产的USIBOR1500高强度钢板进行研究）、哈尔滨工业大学、吉林大学、上海大众汽车和奇瑞汽车、宝钢研究院等相关研究单位在对其进行研究。与国外汽车高强度钢板的应用相比，国内自主开发的车型，无论在高强度钢板的应用强度级别，还是应用比例方面，都存在着较大的差距。这些都严重制约着国内高强钢材的生产以及应用。所以在这一方面的深入研究是非常紧迫和有必要的。 目前，主要用于热冲压的高强度和超高强度汽车板为含硼钢板，一种典型的热冲压成形钢板是22MnB5。这种钢板常温下的强度不很高，抗拉强度仅有500～700 MPa，塑性、可成形性等性能也很好，而通过热成形工艺的加热、成形、冷却后，成形件被淬火，微观组织转变成马氏体，强度、硬度等指标大幅度提高，屈服强度可以达到1000 MPa以上，抗拉强度达到1400 MPa，硬度可以达到50HRC。但是塑性指标明显下降，比如成形前这种高强度硼合金钢板的伸长率一般在24%以上，而成形后零件的伸长率只有8%左右。文献[1, 2]开发了可淬火硼钢板热冲压模具,并对其冷却系统的设计方法进行了研究,文献[3, 4]研究了可淬火硼钢板热成形过程的数值模拟技术。文献[5]针对热冲压工艺参数对热冲压零件力学性能及微观组织的影响进行了研究和讨论。 但是这些研究资料只是侧重于宏观的性质研究，并未进行深入的微观组织的分析和研究，而且忽略了热处理加热过程加热条件不同引起钢板表面产生的脱碳层及晶粒尺寸的变化规律的研究，这些变化对这种高强度钢板性能会产生的重要影响实，验结果对工业生产也缺乏指导意义。因而本项目主要是探索22MnB5热冲压成型钢板在不同热处理加热条件下脱碳层、晶粒度的变化规律，并对其相关的力学性能做测试，试图探索这种钢板不同加热条件下加热条件——脱碳层、晶粒度——力学性能的关系，并形成对应的图表，为这种钢板的热成形的加热参数提- 4

供参考或规范 。 【参考文献】： [1] HOFFMANNH, SO H, STEINBEISSH. Design of hot stamping tools with cooling system [J]. Annals of the CIRP, [2] KOLLECK R, PFANNER S. Development of cooled tools for press hardening of boron steel sheet [J]. Key Engineering Materials , [3] ERIKSSONM, OLDENBURGM .Testing and evaluation of material data for analysis of forming and hardening of boron steel components[J]. Modelling Simulation of Material Science Engineering. [4]RAVIER Pasca ,l ARANDA Lucia Garcia, CHASTEL Yvan. Hot stamping experiment and numerical simulation of pre-coated USIBOR1500 quenchable steels, SAE, Tokyo: Society of Automotive Engineers of Japan, 2003. [5] 邢忠文,包军,杨玉英,钟朝廷. 可淬火硼钢板热冲压成形实验研究。 本项目的难点：1、由于实验室设备等的陈旧以及我们没有太多的实验经验，所以对温度的准确控制方面有较大的难度。另外，在测量脱碳层的厚度以及晶粒尺寸方面，由于需要在实验室磨制一些精确的样品，还要用寻找最佳的腐蚀剂并对其进行金相观察，对与我们有一定的难度。 2、在关于各种变量对力学性质影响的机理的分析时必须做到周密严谨，必须分清主次。 3、五名组员均是大二学生，并没有开始专业课的学习，因而必须边学边做研究，这也加大了该项目的研究难度。 本项目研究的基本方法是控制变量法，精确控制各种不同的加工条件（本项目主要是控制不同的加热条件），研究成型后钢板的力学性质的差异。而后对样品进行微观组织观察，研究其微观组织变化，通过理论分析，得到微观组织变化与宏观力学性质变化之间的关系。 目前，热冲压成型技术是国内金属工业前沿研究课题，国内关于22MnB5钢板的热冲压成型技术的研究已经比较深入，但是缺乏能够指导生产的实验资料和数据，我们通过本项目的研究，可以对硼钢的热冲压工艺的研究和生产有一定的促进作用。研究成果将对高强度超高强度钢的热成型工艺参数起指导作用。 - 5

注：此栏可附页 三、项目进度安排（查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等） 1.准备阶段： 2010年3月1日~4月1日 查阅相关文献资料，选题 4月2日~5月3日 自主设计项目研究方案 5月4日~5月7日 开题报告 2.前期： 5月8日~11月初 实验研究，数据统计 进行试件的热处理，磨样，拉伸，观察分析 11月初~2011年1月底 阶段性处理分析，并深入做实验研究，统计数据 3.后期： 3月初~7月初 填写结题表 7月初~9月初 撰写研究论文和总结报告 9月初~11月初 参加结题答辩和成果推广 四、拟利用资源（实验室、仪器设备、实验材料、资料等） 1.南岭校区机械材料馆实验室 2.金属拉伸设备，金相观察设备 3.22MnB5高强度钢100~200KG 4.硝酸，酒精等各种药品 5.图书馆的书籍文献 6.网络专业期刊数据库 - 6

五、项目经费预算与用途（购置实验消耗材料（低值品）、资料、加工测试、打字复印、调研、市内公交、论文版面费、专利申请费等经费开支） 1.22MnB5高强度钢板 1 2 3 项目 资料打印复印 实验室使用 试件加工 单价 0.1元/张 5.0元/次 100.0元/个 5.0元/张 1.0元/次 500 1000/次 数量 50次 200个 合计（元） 备注 按照预算需20000元，我们可以 设法通过利用学校已有资源尽量降低到6000元 250 1000张 100 4 5 6 7 8 9 10 砂纸 市内公交 论文版面 专利申请 10张 50次 1块 1次 150kg 50 50 500 1000 1000 200 1000 10150元 实验材料5000元/（22MnB5钢板） 吨 硝酸、酒精各种实验药品 备用 合计 六、项目预期成果（研究论文、设计、调研报告、申请专利、开发软件、研制产品、项目鉴定等） 1．在有影响的期刊上发表研究论文1~2篇 2．申请专利一项。 3．提交研究结论报告书一份，研究结果将为高强度钢热成型工艺提供参数指导 - 7 …… 此处隐藏：1525字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……