摘要：热冲压技术是结合传统热处理技术和冷冲压技术的最新成型技术产品。近年来，它已在学术领域和工程应用中得到快速提升。本文基于热冲压工艺方面入手阐述了进一步研究热冲压零件成形的原理。
关键词：热冲压；高强度；热成型
1 高强度钢板热冲压形成过程
常规的高强度钢板热冲压需要以下步骤：在加热炉中加热坯料以超过奥氏体化温度一段时间。均匀地对结构进行奥氏体化，将其取出并放入用于热塑成型的模具中，进行冲压。成型后，保持一段时间的压力，通常以模具的冷却速度将成型部件和模具一起冷却。在本文中，贝氏体，珠光体，马氏体的混合组织可以通过热冲压而获得[1]。
1.1 加热及保温阶段
一般来说，高强度钢的原始结构是珠光体和铁素体的平衡结构。当加热到AC1时，珠光体成分首先变为奥氏体；然后变为0。当温度达到AC1-AC3时，铁素体组织也开始转变为奥氏体。当温度高于AC3时，达到完全奥氏体；但是，由于温度不同，奥氏体的结构和组成也不同，这是由于在连续保温阶段碳含量的分布不均匀。的碳原子扩散和均匀化的奥氏体。碳原子溶解在纬纱中。同时，微量元素原子以位移的形式嵌入晶格中心或节点中。由于奥氏体的结构特征，有许多结构滑动系统，具有良好的可塑性。奥氏体形成的驱动力是原始结构与化学自由能之间的差异。转变过程主要包括四个步骤：成核，奥氏体成核和生长，残余渗碳体溶解和奥氏体均质化[2]。
1.2 冲压成形阶段
高强度钢的热加工过程主要是在压力等外压作用下，坯料在高温下产生流动变形应力，导致组织结构变化、原子错位或滑移等，具有应变硬化效应和动态回弹特性。
1.3 保压阶段
高强钢热冲压中奥氏体化后的冷却过程的相变主要发生保压阶段，此时毛坯成形完成，并随着模具冷却。
（1）珠光体转变
珠光体（铁素体和渗碳体的混合物）的相变发生在奥氏体缓慢冷却时的温度略低于A1，属于扩散相变，又称高强钢珠光体的高温相变。分形核和生长是两个主要的过程，通常在奥氏体晶界共晶相（渗碳体和铁素体）上成核，然后纵向生长珠光体有两种基本的生长模式：条状生长、晶粒生长和珠光体生长。
（2）贝氏体转变
在珠光体和马氏体相变的中间温度范围内，均匀的奥氏体-贝氏体相变经历，也称为相变温度，贝氏体组织具有良好的韧性，避免了珠光体组织的强度，在高强度钢的热冲压过程中，不足，硬度不足缺陷和马氏体组织变形、裂纹问题、相变特性、显微组织等特征出现在珠光体和马氏体组织中，是加热区的理想组织，可以用来吸收汽车的能量。
（3）马氏体转变
当冷却速度高于马氏体相变临界值时，奥氏体迅速冷却，抑制了珠光体和马氏体在中高温状态下的扩散相变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆马氏体的非扩散相变发生在马氏体相变的初始温度低于ms点时，也称为淬火。马氏体相变没有孕育期，且形成速度极快，伴随着大量应力和体积的大膨胀，形成后产生裂纹和回弹。缺陷、马氏体硬度和抗拉强度都很高，二次加工难度很大，主要有两类马氏体：板条马氏体（低碳马氏体，当碳含量小于0.25时钻头）假马氏体；针状马氏体含碳量大于1.0%？/当碳含量大于0.25%小于1.0%时，是细针细条的混合物[3]。
2 超强度钢板热成形过程传热性能研究
由于超高强度钢板的机械强度高，与其他材料相比其厚度相对较小，可以满足其自身的强度要求，并已在汽车工业中得到广泛使用。另外，随着热成型数值模拟技术的飞速提升，可靠的传热系数值也是热成型仿真的重要热力学参数之一，并且仿真结果已用于热成型，因此，具有重要的意义。研究传热系数对热成型过程的影响。随着超高强度钢板在汽车工业中的应用，越来越引起人们的关注。本文研究了厚度为4mm的22MnB5超高强度钢板的传热性能。换热板的热成型过程主要包括高温与热板与金属板之间的空气之间的热辐射，对流和导热与死亡，因为金属板的传输速度非常快，并且温度变化不大。在冲压过程中很明显，主要的传热发生在热冲压和淬火过程中，该阶段的主要传热方式是热传导，因此评估板在整个热态下的传热能力具有重要意义[4]。
传热系数是评估传热效率的最直接依据。本文将经典的传热理论与热成型试验相结合，通过热成型板和模具研究4mm22mnb5超高强度钢在热成型过程中的传热性能。通过传热试验和数值模拟分析，探讨了4mm22mnb5超高强度钢在不同压力下的传热系数，为提高热成型数值模拟的精度提供了理论依据。
2.1 换热系数求解方法
在实际工业生产中，传热系数的理论求解比较困难。这主要是由于材料本身的性质。许多参数难以准确测量，使得理论分析方法更加困难。因此，用实验研究的方法来研究热并形成热。对该过程传热系数的研究提供了坚实的基础。
2.2 换热系数试验
在热成形过程中，主要有传热过程和淬火过程两个阶段。在传热过程中，板坯需要进行从炉子到模具的对流换热。在冲压和淬火过程中，板与模具之间的接触传热需要很短的时间。因此，本文主要研究了冲压淬火过程的传热系数图3.3显示了淬火阶段传热系数的测试结构，以确保金属板有一定的冷却速度和临界冷却。速率会产生马氏体结构应用一定的压力模具和金属板是必要的压力是超高强度钢热成形过程中保证快速冷却的重要因素之一。因此，还必须考虑不同压力下的传热系数对板料换热能力的影响。
参考文献：
[1] 姜超，张悦.汽车轻量化材料及成形技术[J].汽车工艺与材料，2008，129-14.
[2] 李慧中.开发轻量化汽车用高强度钢板技术展望[J].冶金管理，2007，1156-58.
[3] Chang Y，Meng Z H，Ying L，etal.Influence of Hot Press Forming Techniques on Properties of Vehicle High Strength Steels[J].Journal of Iron and Steel Research，International，2011，18（5）：59-63.
[4] 韩立军，于思彬，谷诤巍.超高强钢与低合金钢激光拼焊接头性能研[C]//第十六次全国焊接学术会议论文摘要集.2011.
论文作者:王志波,王略,穆永生,高月,吴俊男
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/2
标签：奥氏体论文; 珠光体论文; 系数论文; 马氏体论文; 过程论文; 强度论文; 钢板论文; 《基层建设》2019年第24期论文;