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1、 团体标准T/CSAE xxxxxx汽车用钢板极限尖冷弯性能测试及评价规范Standard of testing and evaluation for extreme tip cold bending property ofsteel sheet for automobile(征求意见)xxxx-xx-xx发布 xxxx-xx-xx实施中国汽车工程学会 发布目 录前 言1汽车用钢板极限尖冷弯性能测试及评价规范31范围32规范性引用文件33实验原理34符号、名称和单位45实验环境56实验设备及工装67试样要求78实验过程109实验数据处理1210报告要求17附录A18附录B19附录C21附录D2
2、2T/CSAE xxxxxx前 言随着汽车轻量化及安全技术发展，车身安全零件强度级别逐步提升，超高强汽车用钢在车身上的应用比例越来越高。在实际车辆碰撞过程中，不仅要求这些安全零件具有足够高的强度，还要求其具有良好的韧性，以防止碰撞时发生脆性断裂，进而达到保障车内驾乘人员安全的目的。车辆安全事故中，零件碰撞后多为凹陷或折叠变形，变形（特别是折叠变形）最大部位为裂纹高发位置，此时材料一般呈平面应变状态，极限尖冷弯实验是在辊间距很小的支撑条件下，由半径很小的压头对材料做弯曲实验，材料为平面应变变形，因此极限尖冷弯角可作为材料平面应变状态断裂韧性的量化表征手段，可作为汽车材料安全服役断裂韧性的表征参量
3、。车身用钢板材强度级别提高，其一般韧塑性降低，在碰撞中更有容易发生脆断，因此，针对各类超高强度汽车用钢板及其零件，建立平面极限尖冷弯性能的测评规范，通过材料级实验量化评价零件级安全服役性能，对车身设计、选材及加工制造等具有重要的指导意义。本规范基于实际汽车零件服役工况及性能需求，借鉴当前国内外汽车用金属板材弯曲性能测试评价技术研究最新成果，通过专题研究，在积累了大量实验数据和经验的基础上，按照GB/T 1.12016规范化工作导则 第一部分：规范的结构和编写规则的要求编撰，主要适用于测定抗拉强度大于780MPa的各类汽车用钢板极限尖冷弯角，作为评价其安全服役断裂韧性的依据。本规范的附录AD为资
4、料性附录。本规范由汽车轻量化技术创新战略联盟提出。本规范由中国汽车工程学会归口。本部分的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本规范主要起草单位：中国汽车工程研究院股份有限公司、中信金属股份有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、通用汽车中国科学研究院、吉利汽车有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、爱驰汽车有限公司、北京汽车研究总院有限公司、河钢集团邯钢公司、涟源钢铁集团有限公司、鞍钢蒂森克虏伯(重庆)汽车钢公司、武汉钢铁有限公司、宝钢股份中央研究院、本钢集团有限公司、东莞豪斯特热冲压技术有限公司、东北大学、凌云工业股份有限
5、公司、上海迅仿工程技术有限公司、同济大学。本规范主要起草人：宋磊峰。本规范参与起草人：赵岩、冯毅、路洪洲、王建锋、马鸣图、张武、崔磊、刘波、杨琴、李军、韩志勇、姜发同、祁学军、阚洪贵、孙垒、张龙柱、田飞、李晓少、蒙菁、胡宽辉、洪继要、王子健、易红亮、胡淼、潘锋、黄宁宁、闵峻英、赵亮。本规范于xxxx年x月首次发布。汽车用钢板极限尖冷弯性能测试及评价规范1范围本规范规定了汽车用钢板极限尖冷弯性能测评原理、相关参量名、符号和单位、试样、实验环境、实验设备、实验过程、数据处理和报告内容要求等方面。适用于测试抗拉强度大于780MPa的各类汽车用钢板的极限尖冷弯角。2规范性引用文件下列文件对于本技术规范
6、的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。GB/T 1.1-2016 规范化工作导则_第1部分：规范的结构和编写规则SAE-China J2203-2013 汽车用冷轧钢板和钢带SAE-China J2204-2013 汽车用冷轧热镀锌锌铁合金钢板和钢带SAE-China J2206-2013 汽车热冲压成形用超高强度钢板及钢带GB/T 16826-2008 电液伺服万能实验机JJG 139-2014 拉力、压力和万能实验机JJG 157-2008 非金属拉力、压力和万能实验机检定规程JJG 475
7、-2008 电子式万能实验机检定规程GB/T 2975-2018 钢及钢产品 力学性能实验取样位置及试样制备VDA 238-100-2017 Plate bending test for metallic materialsGB/T 14452-1993 金属弯曲力学性能实验方法GB/T 8170-2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定3实验原理实际车辆安全事故过程中，碰撞零件变形部位多呈凹陷或折叠变形，变形（特别是折叠变形）最大位置材料呈平面应变状态，采用传统的金属材料弯曲性能实验手段，难以测定该变形状态下板材的断裂韧性。本规范针对抗拉强度大于780MPa的各类汽车用钢板，采用匹配特殊
8、工装的力学性能测试设备，对试样施加持续弯曲载荷，直至载荷越过峰值并呈显著降低（至峰值的10%）或试样出现开裂时结束，获得全加载过程中弯曲载荷力与试样加载部位位移量之间的变化曲线，并通过参数计算或仪器测量得到试样的极限尖冷弯角（附录A），以此作为汽车制造业评价超高强汽车用钢板安全服役断裂韧性的一项重要性能指标。4符号、名称和单位本规范所涉相关参量符号的名称，单位见表1。表1 符号名称及其单位符 号名 称单 位F载荷力kNS压头位移mmD辊轮直径mmL辊轮间距mmt标称试样厚度mmt0实际试样厚度mmw预拉伸试样宽度mmb测试试样宽度mmlt预拉伸试样长度mmle标距长度mmlf自由夹持长度mml
9、测试试样长度mmr压头半径mmc计算极限尖冷弯角0光学测量极限尖冷弯角机械测量极限尖冷弯角加载角（附录A）上述部分参数在实验过程中的具体反映如图1。图1 极限尖冷弯实验相关参数示例5实验环境除特殊需求外，本规范实验应在室温、1个大气压环境下进行，特殊环境条件下的实验应在报告中注明相关环境参数。若需低温环境，实验前需将试样置于专用设备中进行低温处理，其应能提供实验所要求的低温条件及放置空间，量程及控温精度等参数应满足相关标准要求，并进行定期检定。冷却介质应选用无毒、安全、无腐蚀且在实验温度下不凝固的液体或气体。低温实验前首先应确保冷却设备的低温槽内拥有适当的冷却介质，随后接通冷源降温，待达到指定
10、温度后，将试样置于低温槽均温区进行冷却，若有多件试样应确保各试样之间保持适当的距离，保证试样与冷却介质充分接触，试样取放工具推荐与试样一起在同一温度下冷却，其余操作流程及参数设定均按照设备使用要求执行。试样应在指定低温条件下保持足够长的时间，以保证试样充分冷却并温度均匀。保温时间可按照低温实验设备使用要求执行，也可由实验人员根据低温实验设备性能自行确定。本规范推荐若采用液体冷却介质时，冷却时间不少于5分钟，若采用气体介质时，冷却时间不少于20分钟，冷却时间应在设备达到指定温度并稳定后开始计算。冷却过程中液体和气体冷却介质的温度波动应分别控制在1和1.5之内。达到规定冷却时间后，应将试样移出设备
11、并立即进行实验。6实验设备及工装1）实验推荐在电液伺服万能实验机或其他具备力加载功能的设备上完成，设备精确度应确保1级（加载力示值相对误差1%）。2）设备应能在本规范规定的加载速率范围内保证加载力的输出平稳，无振动和冲击现象发生，系统刚度要求参照GB/T 16826执行。3）实验机应配备载荷和位移的数据采集、记录和显示系统，如传感器、编码器、工控计算机（含数据显示软件）、挠度计配件等，相关器件分辨率应满足精度要求。实验中应能够同步显示弯曲载荷力、位移值、加载速度、实验状态、数据曲线等，且具有限位、过载自动保护、试样断裂自动停机等功能。4）实验设备应定期参照JJG 139、JJG 157、JJG
12、 475等检定规程进行校验，以保证实验设备精度满足本规范实验要求。5）若采用非接触式光学测量仪、机械式角度测量仪等其他相关设备仪器进行极限尖冷弯角测量，其应满足对应的国/行/企标技术要求。6）实验设备的支撑底座、支撑辊轮、压头等工装组成部分均应进行热处理，表面硬度应达到一般冷作模具钢52-60HRC的水平且不低于试样表面硬度，表面粗糙度Ra不大于0.8m。7）两端支撑辊轮直径D均为30mm，应确保两辊轮之间的直径差不大于标称直径值的0.5%，辊轮柱轴线长度应不小于压头加载棱边及试样宽度b。8）两支撑辊轮间的距离应为可调整，间距调整可利用实验设备底座等部位自带的距离刻度标记，若没有则应在工装上设
13、计刻度标记，其最小刻度单位推荐为0.5mm。9）应确保实验用加载压头的棱边长度大于60mm，且应大于试样宽度b，典型压头结构如图2所示。10）针对支撑辊轮和压头，可根据长期使用需求，确定是否进行表面防锈处理，但应确保防锈处理后工装表面硬度及其粗糙度仍满足6）点要求。图2 弯曲加载压头结构尺寸推荐示例备注：支撑底座及所选用的其他配件（如螺钉）结构、尺寸规格等，本规范不做硬性要求，可根据实际实验需求，在满足上述各项要求前提下自行确定。7试样要求1）试样可通过在零件产品或供货态板材上获得，来料的处理工艺（如热轧、冷轧）及零件的加工状态（如喷丸、油漆）在本规范中不做硬性规定。应尽量保证来料与试样的状态
14、相一致，若不一致则应在报告中注明来料及试样的状态信息。冷成形板料的技术要求推荐参照SAE-China J2203或SAE-China J2204执行；热成形板料的技术要求推荐参照SAE-China J2206执行；若来料为零件，则本规范中无硬性规定。2）板材来料需取样进行预拉伸变形处理，而后在预变形试样上进一步取样获取正式的测试试样（零件来料直接取样，无需预变形）。若无特殊需求，本规范预拉伸试样外观统一为矩形规格，且应确保其任一边应与板材的轧制方向平行，若有特殊需求按照其他方向进行取样，应在实验报告中注明。此外，预变形试样的取样应避开来料表面所有存在可见裂纹等缺陷的区域。备注：热成形板料样品无需进行预拉伸处理（附录B）。3）本规范针对预变形试样，推荐采用以下尺寸规格： a类：长（lt）290mm宽（w）701mm； b类：长（lt）360mm宽（w）701mm。备注：可根据试样数量、尺寸规格、加工便利性等选择a或b类取样方式。4）材料
