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1、关于冷成型高强钢的文献阅读总结 主讲人： 李明 高强度钢板的生产 弯曲回弹的分析 回弹改善方法 实例 内容目录 1 代号钢种 IF无间隙原子钢 Mild软钢 IS各向同性钢 BH烘烤硬化钢 CMn碳锰钢 DP双相钢 CP复相钢 HSLA高强度低合金钢 TRIP相变诱发塑性钢 MART马氏体钢 TWIP孪生诱发塑性钢 B steel硼钢 图1 各种高强度板的强度分类 2 3 高强度钢板的生产（本钢BGS600MC 生产为例） 图3 薄板坯连铸连轧工艺流程 铁水脱硫 转炉冶炼 LF 处理( 喂硅钙线)薄板坯连铸 辊底式炉升温均热 1 880 mm轧机控轧 层流冷却 卷取 取样 机能检验 剪切 包装
2、 。 喂硅钙线对硫化物进行球化处理，同时降低钢中的氧含量。 4 图4 控轧控冷工艺 CSiMnPSAl 0.120.601.900.0250.0100.015 表5 BGS600MC化学成分（wB） 注：根据强度要求，加入Nb、V、Ti、Mo等合金元素。 成分设计上采用了低的碳含量，低的硫含量以及硫化物的球化处理。采用 Ti、 Nb复合微合金化，添加适量的Mo，配合热连轧的控轧控冷，通过细晶、析出和 相变强化机制，保证钢板获得要求的性能。 高强度钢板的生产（本钢BGS600MC 生产为例） 5 屈服强度屈服强度 /MPa/MPa 抗拉强度抗拉强度 /Mpa/Mpa 伸长率伸长率/%/%1801
3、80冷弯试冷弯试 验弯心直验弯心直 b35mmb35mm -20-20平均平均 Akv/JAkv/J 6256257007001717d=2ad=2a4040 表6 BGS600MC的力学和工艺性能 注：拉伸、弯曲试验取横向试样，冲击试验取纵向试样。 弯曲回弹的分析 图7 波形钢腹板传统模压法示意图 材料变形分为弹性和塑 性两个变形部分。 冲压结束后，弹性变形 部分回复原状，产生回 弹，并伴随应力变化。 6 板料弯曲回弹产生的原因： 第一，板料弯曲成形过程中，外表面受拉应力，内表面受压应力，应力状态不 一致且内表面所受到的压应力不容易发生屈服，从而外力移除后易引起回弹； 第二，外力在弹塑性变形
4、阶段卸载时，进入塑性变形状态的内外两侧区域会保 留部分应力而使板料成形，但中间部分还处在弹性变形状态的区域会因为弹性 回复而产生回弹，并且回弹量较大； 第三，弹性变形总是伴随在金属塑性成形过程中，即使在板料弯曲过程中全部 区域都已经达到纯塑性变形状态，但外力移除时，仍然有弹性变形部分要进行 弹性回复，从而产生回弹。 弯曲回弹的分析 弹性变形阶段 弹塑性变形阶段 纯塑性变形阶段 7 控制回弹的措施： 选择弯曲性能好的材料。用屈服极限小、弹性模量大的材料作为 弯曲件，可获得较高的弯曲质量。 选择较小的相对弯曲半径。 选择需要的模具间隙。 设计合理的工件形状。 采用合适的组织状态（DP钢）。 采用校
5、正弯曲方式。 在模具上采取措施（补偿）。 弯曲回弹的分析 8 回弹改善方法 通过调整工艺参数来控制 通过后续整形工序来控制 通过对模具进行物理补偿来控制 回弹控制方法： 液压成型技术适用于双相钢、复相钢、TRIP钢等多种钢材，在先进高强钢制零 件中应用广泛，尤其是结构件，如汽车座椅骨架、侧面撞击横梁、保险杠、发动 机支架、散热器支架、仪表板横梁、散热器支架和车顶横梁等结构件。 液压成型技术可用于强度在 1000MPa以下的高强 钢。 9 实例 取消两侧上模牵制, 则钢板的平直记忆功能便得不到较好的发挥, 代之 以 “ 摊煎饼式”多级逐步由内向外的碾压,则钢板可保持较大自由度 的收缩 ,转角的一
6、系列缺陷得到明显控制。 图9 波形钢腹板冷成型设计要求 图10 无牵制模压法示意图 材料：Q345C板厚1018mm 10 实例 图11 保险杠零件形状 图12 压边力对截面回弹影响的模拟结果 压边力选为5000kN可以得到成形质量较 好的产品，无起皱、拉裂，回弹也较 小。 图13 回弹光照图 材料： DP500 11 实例 图14 回弹响应参数示意图 图15 压边力对回弹的影响 图16 高强钢和普通钢帽形件回弹模拟图 硬化系数越小 ，应变强化系 数越小，截面 扩口和翼边下 沉越小，回弹 越小 帽形截面冲压件 模具间隙越小，压边力越 小，凸模圆角和凹模入口 圆角越小，回弹越小。 材料：DP600 12 实例 图16 回弹试验装置示意及回弹试样外形 图17 两种试验钢回弹角的试验结果与模拟结果对比 图18 当压边力为200kN时SZBS600钢在不同摩擦因数下得模拟结果 随着摩擦因数增加，回弹角呈明显 下降趋势。这是因为，随着摩擦因 数增大，板料冲压成形时拉裂的倾 向增大，而相对大的摩擦阻力可以 增大应力变形区，从而使得板料内 外表面的应力状态趋于一致，从而 减小回弹角。 材料： SPFH590 钢、 SZBS600钢 抗拉强度大 于600MPa 13 图19 压边力为200kN时摩擦因数对 SZBS600钢回弹角的影响 thanks
