博一建材讯:对于汽车碰撞时能利用塑性变形来提高碰撞吸收能的复杂形状部件,要求具有良好的挤压成形性和高的应变速度。能满足这一要求,新日铁研究了低合金TRIP型复合组织钢板(下称“低合金TRIP钢”)的变形应力与应变速度的关系
为使Ni和Mn含量受限的低合金钢中残留下奥氏体,必须使C和N形成局部富集。研究表明,低合金TRIP钢通过在未相变奥氏体中将钢中的C富集至1%左右,成功地使常温下的奥氏体残留下来。在这里,作为金属学的重要点是,贝氏体相变中的To(相同成分的奥氏体和铁素体具有相同自由能的温度)概念和添加Si和Al的渗碳体析出的延迟。To概念与贝氏体相变的无扩散相变机理对应,根据贝氏体相变温度,To值取决于未相变奥氏体中的最大碳浓度。
把与碰撞时的变形相对应的1000/s左右的应变速度称为动应力;把用于出厂等试验用的普通抗拉试验称为静应力,将两者的应力差定义为与应变速度的相互关系(称为“静动差”),调查了烧结硬化和残留奥氏体的稳定性对匣形件被高速压坏时应变产生的静动差在5~10%时的变形吸收能的影响。
如上所述,静动差会随钢板强度的提高而就小。尽管在预应变后在180℃下进行20分钟的烧结硬化处理可以提高静应力,但看不到动应力有基本相同的升高,这表明采用烧结硬化性大的复合组织钢生产的部件具有很高的碰撞吸收能。
低合金TRIP钢中的残留奥氏体的稳定性对高速变形特性有影响。相同强度的低合金TRIP钢的均匀延伸率(u-El)是残留奥氏体量和奥氏体中的碳浓度的三次方,采用该指标对强度基本相同的低合金TRIP钢的静动差进行整理可知,静动差会随u-El的升高而升高。可以说,由于使残留奥氏体稳定下来了,因此静动差会变大。
研究表明,这种静动差的增大与从奥氏体向马氏体转变的应变致生相变行为有关系。根据应变速度从0.001/s上升至10/s时的残留奥氏体的相变行为可知,变形速度的增大会促进残留奥氏体的相变。残留奥氏体越稳定,这种应变致生相变后的应力增大就越能扩大至高应变区域,因此残留奥氏体的量及其稳定化可以使低应变区域的静动差增大。
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