[發明專利]Q&P鋼在不同應變率單拉后殘余奧氏體含量的預測方法

有效

• 申請號: 201410443422.6
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104281774B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 李淑慧;鄒丹青;董梁;來新民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中,陳少凌

技術領域

本發明涉及金屬材料成形技術領域，尤其涉及一種Q&P鋼在不同應變率單拉后殘余奧氏體含量的預測方法。

背景技術

隨著汽車工業對車身輕量化及被動安全性要求的不斷提高，采用高強度輕量化材料已經成為減重的有效的手段。先進高強度鋼因其優異的力學性能，在車身上的應用比例逐年增大，目前已經廣泛應用于成形車身結構件和加強件，如A/B/C柱、車門防撞梁、橫梁、縱梁等。

2003年美國Speer等提出了一種制備高強度汽車用鋼的新工藝，淬火-分配(Quenching and partitioning)工藝。此工藝可用來生產含有馬氏體、鐵素體和室溫下穩定殘余奧氏體的復相鋼，該鋼種強度和塑性達到了良好的統一，并且制備成本低廉，被認為是下一代先進高強鋼。有文獻已經報道Q&P鋼的TRIP效應，即成形過程中應變誘發殘余奧氏體向馬氏體轉變，這一轉變使得材料具有高強度的同時，塑性還得到了提高。相變誘發塑性(TRIP)效應使得Q&P鋼有良好的力學性能，而諸多文獻表明應變率是影響TRIP效應的重要因素。

實際生產中制定合適的沖壓工藝，合理控制零件變形過程中殘余奧氏體的轉變量，有助于充分發揮Q&P鋼板料的塑性并保證材料后續的成形能力。因此，定量、快速、準確的預測成形過程的殘余奧氏體轉變有重要意義。然而，實際沖壓過程板料變形的應變率較大，已經超出了傳統試驗的準靜態應變率范圍，且不同種類零件沖壓過程的應變率可能不同，因此，傳統方法得出的基于準靜態應變率殘余奧氏體轉變規律并不能代表實際沖壓過程，難以對實際沖壓過程的殘余奧氏體相變規律進行準確預測，不適合工業應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種Q&P鋼在不同應變率單拉后殘余奧氏體含量的預測方法。該方法考慮應變率效應對應變誘發馬氏體相變的影響，與傳統基于準靜態的試驗相比，更加貼近實際沖壓的情況，可大大提高預測精度。該方 法準確、快速且易于實施，可對不同應變率單向拉伸后板料的殘余奧氏體含量進行準確預測，為沖壓工藝的改進提供依據，從而加快Q&P鋼的推廣。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明涉及一種Q&P鋼在不同應變率單拉(單向拉伸)后殘余奧氏體含量的預測方法，所述方法包括如下步驟：

A、假設Q&P鋼應變誘發馬氏體相變速率與應變率及等效塑性應變的關系，繼而推導出瞬時殘余奧氏體體積分數與對應應變率和等效塑性應變的公式；

B、準備Q&P鋼板料單拉試樣，測量板料的初始殘余奧氏體體積含量；

C、在不同應變率下對試樣進行中斷單向拉伸試驗，測量不同應變時對應的試樣中心點的殘余奧氏體體積含量；

D、將不同應變率單拉試驗下測定的等效塑性應變及對應的殘余奧氏體體積含量的試驗數據擬合步驟A所推導的公式中的參數項，基于建立的表達式繪制二維和三維查詢圖；

E、由測量得出Q&P鋼板料單向拉伸試樣任意應變率條件下變形后的等效塑性應變，結合步驟D所述表達式或者查詢圖即可定量預測Q&P鋼板料在不同應變率單向拉伸后殘余奧氏體含量。

優選的，所述步驟C具體為：將試樣在室溫下不同應變率進行單向拉伸，加載到預設應變，然后卸載并測量試樣中心點的殘余奧氏體體積含量。

優選的，步驟D中，所述表達式為： 其中，為應變率，為參考應變率，ε_P為等效塑性應變，f_γ為在應變率條件下單向拉伸到等效塑性應變ε_P對應的瞬時殘余奧氏體體積含量。

優選的，步驟D中，所述查詢圖為根據變形后殘余奧氏體體積含量、對應等效塑性應變和應變率繪制而成的三維查詢圖。

優選的，步驟D中，所述查詢圖是將殘余奧氏體體積含量的等值線投影，制作而成的二維查詢圖。

優選的，所述等效塑性應變的測量是采用接觸引伸計、非接觸式引伸計、網格測量法或者數字圖像相關技術(DIC)等方法來進行的。

優選的，所述網格測量法具體為：在Q&P鋼板料試樣上印制圓形網格，變形后通過測量試樣上網格的變化可得主次應變，然后根據體積不變原理，即ε₁+ε₂+ε₃＝0，可得到三個方向的主應變ε₁、ε₂、ε₃，繼而可換算出對應的等效塑性應變。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：