1 開題報告 題目名稱 高強度鋼板沖壓成形研究 題目來源 A 題目類型 2 導師姓名 學生姓名 班級學號 1005010307 專 業 材料成型及控制工程 一、 課題背景和意義 含硼超高強度鋼板的強度可達 1500Mpa,為普通鋼板強度的 3 一 4 倍 ,將其應 用 于 汽 車 零 部 件 成 形 不 僅 可 直 接 降 低 車 身 重 量 , 還 可 提 高 汽 車 的 安 全 性 , 以及 相 關 聯 的 降 低 油 耗 , 節 約 能 源 、 減 少 汽 車 排 放 等 。 并 且 , 硼 鋼 屬 于 含 硼 高 強 度 鋼板 , 廢 物 可 以 充 分 回 收 利 用 , 有 利 于 降 低 環 境 污 染 。 此 外 , 車 身 重 量 的 減 輕 , 還 有 助 于 改 善 汽 車 的 行 駛 、 轉 向 、 加 速 、 制 動 等 運 動 性 能 和 排 氣 性 能 , 同時 , 還為降低噪聲、振動、實現大功率創造條件。我國汽車工業己進入高速增長的發展階段 ,2003年汽車產量超過 400 萬輛 ,已成為世界汽車生產大國 ,2010 年前 ,年均增長率為 10%一 15%。汽車輕量化和原料國產化、高性能化是中國汽車工業及相關工業努力的方向。因此 ,汽車 的輕量化不僅是汽車制造商魚待解決的問題 , 還要依托各有關企業和廠家通力 合 作 、 立 項 攻 關 , 研 究 開 發 新 材 料 、 進 一 步 加 快 原 料 和 成 形 工 藝 開 發 , 使 中 國 汽 車 工 業 在 產 量 迅 速 增 長 的 同 時 , 質 量 、 性 能 和 檔 次 上 也 都 上 新 臺階 , 真 正 躋 身世界汽車制造工業前列。 二、 國內外研究現狀 國外鋼鐵企業十分注重高強度鋼板的研究開發和生產 ,以適應汽車工業對 高強度鋼板的需要。例如日本鋼管 ( N K K)使用水淬連續退火生產汽車用 9 8 0 MP a 和 117OMP a 級別的超高強度鋼板 ；德國蒂森 .克虜伯鋼鐵公司有 4 套寬帶鋼熱軋 機 , 均能生產高強度鋼板其生產的馬氏體相組織鋼的熱軋帶鋼的強度可達到 120OMPa司。 1994 年 ,世界 18 家汽車生產廠組成了汽車 /鋼鐵合股伙伴關系 ,共 同研究開發超輕鋼材車身 , 項目名稱為 u L s A B ( U l r t a L i h g t s t e e l A u t o B d o y ) a 現在 U LSAB 已經完成了設計和工程等工作 ,并已經生產出實用的輕型汽車車身。 在 ULSAB 推出的 ULSAB 一 AVC 計劃中 ,車身全部采用高強度鋼板 ,并且超高強度鋼板的應用量占 8 0 % 。目前 , 國 外 鋼 鐵 公 司 推 出 一 系 列 具 有 更 高 強 度 的 淬 火 硼 鋼系列 ,經過熱處理后 ,其屈服強度可達 1 2 0 0 M P a , 抗拉強度可達 1 5 0 0 M P a。采 2 用 此 種 鋼 板 生 產 的 汽 車 零 件 可 以 使 同 等 強 度 、 剛 度 的 零 件 減 重 50%以 上 。 在汽車的一些重要安全結構零件陸續使用了淬在國內 ,轎車采用的高強度鋼板的強度級別為 :冷軋板 :320 一 785MPa,熱軋板 :380 一 540MPa；國產供汽車用含 P 冷軋高強度鋼板強度級別為340 一 420,370 一 450,380470,390 一 480,440 一 560MPa,熱軋供汽車梁用鋼板為375610MPast,先進的高強度鋼板的研究、生產和使用相對于國外較落后 ,在熱軋先進高強度鋼板生產方面 ,國內寶鋼、武鋼和鞍鋼可生產一些低級別的雙相鋼 ,在冷軋先進高強度鋼生產方面 ,寶鋼可生產一部分。總體而言 ,先進的高強度鋼板目前在國內多處在研發階段。造成國內 AHSS 鋼板同國外品種差距較大的原因主要是國內需求少 ,生產設 備的制約也在一定程度上限制了 AHSS 鋼板的開發。盡管目前這一系列的鋼板市場需求少 ,但隨著國內外汽車鋼板接軌步伐的加快 ,國內汽車采用 AHSS 鋼板用量大大提高的。如在國內上海大眾引進了德國大眾的 B6 車型 ,為了安全起見 ,其中一部分重要結構零件如門檻、門內側梁、底板中央通道、 B 柱等預采用超高強鋼板進行成形 ,若這些零部件采用熱成形 ,重量比采用冷成形可減輕28KG,并且還增強了汽車的安全性 ,因而淬火硼鋼等一系列超高強度鋼在汽車零部件的應用是發展的必然趨勢。 三、課題主要內容 1. 高強度鋼板材沖壓成形模具的 研制； 2. 對差溫工藝（加熱法、材料法）進行數值模擬； 3. 對 QP 工藝進行數值模擬； 4. 論文一份 5. 答辯 四、 課題研究方案 1. 查閱相關資料制定合理可行的實驗方案；并收集現有國內外的研究成果作為參 考數據； 2. 對效果檢測方法所需原理精心研究，找到最正確的方法； 3. 準備所需實驗材料、設備，進行實驗，得到準確數據； 4. 利用軟件對數據進行分析，多角度對比，得到合理的工藝； 五、 日程安排 1、確定論文題目： 2013.10.28 2014. 1.05 2、完 成開題報告： 2014. 01.06 2014.3.5 3 3、 實驗及數據采集： 2014. 03.5 2014.05.1 4、查閱資料，外文翻譯： 2014.05.01 2014.05.11 5、完成論文初稿： 2014. 05.12 2014.06.01 6、進行論文修改： 2014 .06.02 2014.06.10 7、定稿排版準備答辯： 2014.06.11 2014.06.16 六、 參考文獻 1.姜大鑫 ,武文華 ,胡平 ,申國哲 ,盈亮 .高強度鋼板熱成形熱、力、相變數值模擬分析 、 機械工程學報 . 2012(12) 2.賀斌 ,盈亮 ,胡平 ,吳秀峰 ,王玉山 ,趙立信 .高強度鋼板熱沖壓水冷模具設計 J. 鍛壓裝備與制造技術 . 2012(06) 3.廖錚瑋 ,盈亮 ,胡平 ,申國哲 .高強度鋼板熱沖壓成形傳熱基礎研究 J. 熱加工工藝 . 2013(05) 4.朱麗娟 ,谷諍巍 ,呂義 ,徐虹 . 超高強鋼熱沖壓硬化機理 J. 吉林大學學報 (工學版 ). 2013(02) 5.馬寧 ,申國哲 ,張宗華 ,孫宏圖 ,胡平 .高強度鋼板熱沖壓材料性能研究及在車身設計中的應用 J. 機械工程學報 . 2011(08) 6.馬寧 ,胡平 ,閆康康 ,郭威 ,孟祥兵 ,翟述基 . 高強度硼鋼熱成形技術研究及其應用 J. 機械工程學報 . 2010(14) 7.康斌 .國內外高強度汽車板熱沖壓技術研究現狀 J. 冶金管理 . 2009(08) 8. 王麗敏 . 高強度硼鋼板熱沖壓成形過程及數值模擬研究 D. 南昌大學 2011 9.劉紅生 ,包軍 ,邢忠文 ,宋寶玉 ,楊玉英 .高強鋼板熱沖壓成形熱力耦合數值模擬 J. 材料科學與工藝 . 2010(04) 10.譚志耀 ,田浩彬 ,倪峰 ,劉瑞同 ,林建平 .硼鋼板高溫拉伸性能研究 J. 理化檢驗 (物理分冊 ). 2006(02) 11.張凱鋒等編著 .材料熱加工過程的數值模擬 M. 哈爾濱工業大學出版社 , 2001 12.盧險峰編著 .沖壓工藝模具學 M. 機械工業出版社 , 2006 13.彭守桃 .金屬板料漸進成形數值模擬 及工藝研究 D. 重慶大學 2010 14.張凱鋒等編著 .材料熱加工過程的數值模擬 M. 哈爾濱工業大學出版社 , 2001 15.譚志耀 .超高強度鋼板熱沖壓成形基礎研究 D. 同濟大學 2006 16.黃英 .高強 度鋼板熱沖壓模具冷卻系統優化數值分析研究 D. 吉林大學 2012 4 指