[發明專利]TRIP鋼沖壓件中殘余奧氏體體積分布測量方法

無效

• 申請號: 201110056023.0
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN102680388A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳新平;蔣浩民;刁可山;蘇海波
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 伍賢喆;鄭明輝

技術領域

本發明涉及鋼沖壓件性能測量領域，尤其涉及一種鋼沖壓件中殘余奧氏體體積分布測量方法。

背景技術

現代汽車工業對輕量化、安全性、尾氣排放、成本控制及燃油經濟性的要求越來越高，這就驅使汽車工業采用高強度鋼板和一些高強度輕量化材料。利用變形過程中相變誘發塑性（Transformation?Induced?Plasticity，簡稱TRIP）現象研制的TRIP鋼不僅具有高強度，而且具有較好的塑性，開始在國外汽車工業中應用，顯示出了廣闊應用前景，已引起了國際鋼鐵和汽車工業界的廣泛重視。TRIP鋼板作為一種新型鋼板，其特殊的軋制工藝和化學成分設計使得TRIP鋼在室溫下微觀組織中含有殘余奧氏體，這種殘余奧氏體由于含碳量較高，穩定性較差，在一定的塑性變形量下，就會向較穩定的馬氏體轉變。生成的馬氏體的硬化性能比相變前的奧氏體有較大的提高，增加了材料的均勻變形能力，由此帶來了材料塑性的提高。相變誘發塑性（TRIP）效應賦予TRIP鋼良好力學性能，而TRIP效應的本質就是殘余奧氏體向馬氏體的轉變，殘余奧氏體轉變的快慢和多少直接影響了TRIP鋼板的成形性和其它力學性能。因此非常有必要確定TRIP鋼中殘余奧氏體在沖壓過程中的分布情況來評價TRIP效應對提高沖壓成形能力的貢獻度。

現有技術中，定量分析TRIP鋼中殘余奧氏體的含量所用的試驗方法主要有X射線衍射（XRD）法、中子衍射法、光學顯微鏡結合像素分析法、掃描電鏡法（SEM）、穆斯堡爾光譜學法等直接測量。上述測量方法對試樣尺寸、形狀和表面處理各有要求，而且單次測量需要的成本很高。對于沖壓件來說，要確定殘余奧氏體的分布情況，制備上述方法所需的試樣需要對沖壓件切割成許多小塊，進行表面拋光或腐蝕，增加了附加工序成本和測量成本，對于一個大型而且形狀復雜的TRIP鋼沖壓件，要用上述直接測量方法確定殘余奧氏體的體積分布情況需要的測量次數和測量成本會更高，往往令人無法忍受。因此用直接測量法確定TRIP鋼沖壓成形過程中的殘余奧氏體分布情況不適應于工業行業的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種TRIP鋼沖壓件中殘余奧氏體體積分布測量方法，通過將鋼板的變形分解成四種基本變形模式，得到復雜變形下殘余奧氏體體積含量與主、次應變的關系，然后只需測得沖壓成形后零件的主、次應力就可得到殘余奧氏體的體積含量，具有實施簡單、結果準確、時間成本和經濟成本低等特性。

本發明是這樣實現的：一種TRIP鋼沖壓件中殘余奧氏體體積分布測量方法，包括以下步驟，

步驟一、將變形分類成四種標準變形模式，簡單剪切、單向拉伸、平面應變拉伸和等雙向拉伸，并制備出相應的簡單剪切試樣、單向拉伸試樣、平面應變拉伸試樣和等雙向拉伸試樣；

步驟二、先測出試樣的變形前殘余奧氏體體積含量???????????????????????????????????????????????，然后將四種試樣在萬能拉伸機上分別拉伸得到等效應變量，再測量變形后試樣中心點的殘余奧氏體體積含量，將殘余奧氏體體積含量和應變量一一對應擬合成方程，得到四種標準變形模式的擬合系數，

??

為簡單剪切變形后殘余奧氏體體積含量，為簡單剪切擬合系數

為單向拉伸變形后殘余奧氏體體積含量，為單向拉伸擬合系數

為平面應變拉伸變形后殘余奧氏體體積含量，為平面應變拉伸擬合系數

為等雙向拉伸變形后殘余奧氏體體積含量，為等雙向拉伸擬合系數；

步驟三、先根據塑性變形理論推得復雜應變路徑下殘余奧氏體轉變規律，再通過四種標準變形模式結合塑性變形過程中的體積不變，，其中ε₁為主應變量，ε₂為次應變量，ε₃為厚向應變量，得到用主、次應變量函數表示的復雜變形后殘余奧氏體體積含量為

；

步驟四、在沖壓件毛坯上印制圓形網格，毛坯沖壓成形后，通過測量成形后零件上網格的長軸和短軸，換算出零件上各個點的主、次應變量，再根據主、次應變量計算得到零件上各個點的復雜變形后殘余奧氏體體積含量。

所述的步驟三中還包括將變形后殘余奧氏體體積含量與主應變量和次應變量的關系擬合成三維圖形的步驟，測量時根據主、次應變量直接從圖形上查出復雜變形后殘余奧氏體體積含量。