Q&p鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法；首先推導(dǎo)Q&P鋼變形后瞬時(shí)殘余奧氏體含量與應(yīng)變率、等效塑性應(yīng)變的表達(dá)式；然后測(cè)量板料初始奧氏體含量；將板料在不同應(yīng)變率拉伸到預(yù)設(shè)應(yīng)變，卸載并測(cè)量殘余奧氏體含量，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到板料不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量隨等效塑性應(yīng)變的表達(dá)式；基于表達(dá)式繪制查詢圖；最后，通過(guò)測(cè)量變形后的等效塑性應(yīng)變，結(jié)合變形過(guò)程的應(yīng)變率可精確預(yù)測(cè)Q&P鋼在不同應(yīng)變率單向拉伸后殘余奧氏體含量。該方法具有簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、成本低廉且易于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)該方法可對(duì)沖壓后的板料的殘余奧氏體含量進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，為沖壓工藝的改進(jìn)提供依據(jù)，從而加速推廣Q&P鋼。
【專利說(shuō)明】Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料成形【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘 余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車工業(yè)對(duì)車身輕量化及被動(dòng)安全性要求的不斷提高，采用高強(qiáng)度輕量化材 料已經(jīng)成為減重的有效的手段。先進(jìn)高強(qiáng)度鋼因其優(yōu)異的力學(xué)性能，在車身上的應(yīng)用比例 逐年增大，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于成形車身結(jié)構(gòu)件和加強(qiáng)件，如A/B/C柱、車門防撞梁、橫梁、 縱梁等。
[0003] 2003年美國(guó)Speer等提出了一種制備高強(qiáng)度汽車用鋼的新工藝，淬火-分配 (Quenching and partitioning)工藝。此工藝可用來(lái)生產(chǎn)含有馬氏體、鐵素體和室溫下穩(wěn) 定殘余奧氏體的復(fù)相鋼，該鋼種強(qiáng)度和塑性達(dá)到了良好的統(tǒng)一，并且制備成本低廉，被認(rèn)為 是下一代先進(jìn)高強(qiáng)鋼。有文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道Q&P鋼的TRIP效應(yīng)，即成形過(guò)程中應(yīng)變誘發(fā)殘余奧 氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變使得材料具有高強(qiáng)度的同時(shí)，塑性還得到了提高。相變誘發(fā)塑 性（TRIP)效應(yīng)使得Q&P鋼有良好的力學(xué)性能，而諸多文獻(xiàn)表明應(yīng)變率是影響TRIP效應(yīng)的 重要因素。
[0004] 實(shí)際生產(chǎn)中制定合適的沖壓工藝，合理控制零件變形過(guò)程中殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變 量，有助于充分發(fā)揮Q&P鋼板料的塑性并保證材料后續(xù)的成形能力。因此，定量、快速、準(zhǔn)確 的預(yù)測(cè)成形過(guò)程的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變有重要意義。然而，實(shí)際沖壓過(guò)程板料變形的應(yīng)變率較 大，已經(jīng)超出了傳統(tǒng)試驗(yàn)的準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)變率范圍，且不同種類零件沖壓過(guò)程的應(yīng)變率可能不 同，因此，傳統(tǒng)方法得出的基于準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)變率殘余奧氏體轉(zhuǎn)變規(guī)律并不能代表實(shí)際沖壓過(guò) 程，難以對(duì)實(shí)際沖壓過(guò)程的殘余奧氏體相變規(guī)律進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，不適合工業(yè)應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種Q&P鋼在不同應(yīng)變率 單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法。該方法考慮應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變的影 響，與傳統(tǒng)基于準(zhǔn)靜態(tài)的試驗(yàn)相比，更加貼近實(shí)際沖壓的情況，可大大提高預(yù)測(cè)精度。該方 法準(zhǔn)確、快速且易于實(shí)施，可對(duì)不同應(yīng)變率單向拉伸后板料的殘余奧氏體含量進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù) 測(cè)，為沖壓工藝的改進(jìn)提供依據(jù)，從而加快Q&P鋼的推廣。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 本發(fā)明涉及一種Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉（單向拉伸）后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè) 方法，所述方法包括如下步驟：
[0008] A、假設(shè)Q&P鋼應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變速率與應(yīng)變率及等效塑性應(yīng)變的關(guān)系，繼而推 導(dǎo)出瞬時(shí)殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)與對(duì)應(yīng)應(yīng)變率和等效塑性應(yīng)變的公式；
[0009] B、準(zhǔn)備Q&P鋼板料單拉試樣，測(cè)量板料的初始?xì)堄鄪W氏體體積含量；
[0010] C、在不同應(yīng)變率下對(duì)試樣進(jìn)行中斷單向拉伸試驗(yàn)，測(cè)量不同應(yīng)變時(shí)對(duì)應(yīng)的試樣中 心點(diǎn)的殘余奧氏體體積含量；
[0011] D、將不同應(yīng)變率單拉試驗(yàn)下測(cè)定的等效塑性應(yīng)變及對(duì)應(yīng)的殘余奧氏體體積含量 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合步驟A所推導(dǎo)的公式中的參數(shù)項(xiàng)，基于建立的表達(dá)式繪制二維和三維查詢 圖；
[0012] E、由測(cè)量得出Q&P鋼板料單向拉伸試樣任意應(yīng)變率條件下變形后的等效塑性應(yīng) 變，結(jié)合步驟D所述表達(dá)式或者查詢圖即可定量預(yù)測(cè)Q&P鋼板料在不同應(yīng)變率單向拉伸后 殘余奧氏體含量。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟C具體為：將試樣在室溫下不同應(yīng)變率進(jìn)行單向拉伸，加載到預(yù) 設(shè)應(yīng)變，然后卸載并測(cè)量試樣中心點(diǎn)的殘余奧氏體體積含量。
[0014] 優(yōu)選的，步驟D中，所述表達(dá)式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方 法包括如下步驟： A、 假設(shè)Q&P鋼應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變速率與應(yīng)變率及等效塑性應(yīng)變的關(guān)系，繼而推導(dǎo)出 瞬時(shí)殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)與對(duì)應(yīng)應(yīng)變率和等效塑性應(yīng)變的公式； B、 準(zhǔn)備Q&P鋼板料單拉試樣，測(cè)量板料的初始?xì)堄鄪W氏體體積含量； C、 在不同應(yīng)變率下對(duì)試樣進(jìn)行中斷單向拉伸試驗(yàn)，測(cè)量不同應(yīng)變時(shí)對(duì)應(yīng)的試樣中心點(diǎn) 的殘余奧氏體體積含量； D、 將不同應(yīng)變率單拉試驗(yàn)下測(cè)定的等效塑性應(yīng)變及對(duì)應(yīng)的殘余奧氏體體積含量的試 驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合步驟A所推導(dǎo)的公式的參數(shù)項(xiàng)，基于建立的表達(dá)式繪制查詢圖； E、 測(cè)量得出Q&P鋼板料單向拉伸變形后的等效塑性應(yīng)變，結(jié)合所述表達(dá)式或者查詢圖 即可定量預(yù)測(cè)Q&P鋼板料在不同應(yīng)變率單向拉伸后殘余奧氏體體積含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法， 其特征在于，所述步驟C具體為：將試樣在室溫下不同應(yīng)變率進(jìn)行單向拉伸，加載到預(yù)設(shè)應(yīng) 變，然后卸載并測(cè)量試樣中心點(diǎn)的殘余奧氏體體積含量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法，其 特征在于，步驟D中，所述表達(dá)式為
其中，g為應(yīng)變率，4 為參考應(yīng)變率，e p為等效塑性應(yīng)變，fY為在應(yīng)變率g條件 下單向拉伸到等效塑性應(yīng)變e p對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)殘余奧氏體體積含量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法，其 特征在于，步驟D中，所述查詢圖為根據(jù)變形后殘余奧氏體體積含量、對(duì)應(yīng)等效塑性應(yīng)變和 應(yīng)變率繪制而成的三維查詢圖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法，其 特征在于，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。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法，其 特征在于，步驟D中，所述等效塑性應(yīng)變的測(cè)量是采用接觸引伸計(jì)、非接觸式引伸計(jì)、網(wǎng)格 測(cè)量法或數(shù)字圖像技術(shù)來(lái)進(jìn)行的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的Q&P鋼在不同應(yīng)變率單拉后殘余奧氏體含量的預(yù)測(cè)方法，其 特征在于，所述網(wǎng)格測(cè)量法具體為：在Q&P鋼板料試樣上印制圓形網(wǎng)格，變形后通過(guò)測(cè)量試 樣上網(wǎng)格的變化可得主次應(yīng)變，然后根據(jù)體積不變?cè)?，即e 1+ e 2+ e 3 = 〇,可得到三個(gè)方 向的主應(yīng)變h、e2、e3，繼而可換算出對(duì)應(yīng)的等效塑性應(yīng)變。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104281774SQ201410443422
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】李淑慧, 鄒丹青, 董梁, 來(lái)新民 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)