一种高强钢材料成形时调节零件强度分布的方法，它涉及一种高强钢材料的成形方法，以解决目前对于成形双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢、复相钢或孪晶诱导塑性钢零件时，控制零件强度分布困难的问题。方法：步骤一、利用加热装置对高强钢坯料上最终强度要求低的区域局部加热到200℃～1000℃；步骤二、对高强钢坯料保温0～30min，使高强钢坯料的局部组织发生转变；步骤三、关闭加热器，使高强钢坯料冷却到室温；步骤四、将局部加热处理后的高强钢坯料置于模具中进行成形，得到所需的强度变化分布的高强钢零件。本发明专利技术用于高强钢成形。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高强钢材料的成形方法，具体涉及高强钢材料成形时调节零件强度分布的方法。
技术介绍
在航空航天领域及汽车制造等行业，结构的轻量化已成为最重要的目标之一。实现结构轻量化的主要途径，一是进行结构的优化设计，利用复杂、整体的构件代替以往分体成形、组装焊接的构件；二是采用铝合金、镁合金等比强度高的轻质材料，利用相同质量的材料提供更高的强度。在汽车制造业，随着对减重的要求日益迫切，一批高强度的钢材被开发出来，如双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相(CP)钢、热成形(HF)钢、孪晶诱导塑性(TWIP)钢和热成形(HF)钢，因为这些材料所成形出零件的抗拉强度远远高于普通的钢材，可达到1500MPa甚至更高，所以此类材料也可称为轻质材料。在实际应用过程中，在要求零件高强度的同时，往往还要求其整体或局部具有足够的塑性或韧性，以满足碰撞、连接等方面的要求。以往，可通过激光拼焊的方法，将不同种类、不同厚度的坯料焊接在一起然后变形，以得到合理强度分布的零件。但是由于异种材料的焊接比较困难，另外在焊接处材料的厚度等发生突变，常导致零件的成形困难或成形后零件的强度分布达不到要求。中国专利号为201110126218. 8公开日为2011年05月16日的专利技术专利公开了一种强度柔性分布的热冲压成形汽车零件及其控制方法，该专利的成形过程是通过控制零件上不同部位的冷却淬火速度，实现强度分布的控制和调整。但对于非热成形的高强钢，如双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相(CP)钢和孪晶诱导塑性(TffIP)钢，目前仍然没有一种能够简单有效的成形出强度变化分布的高强钢零件的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决目前对于成形双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢、复相钢或孪晶诱导塑性钢零件时，控制零件强度分布困难的问题，而提供。本专利技术的方法是通过以下步骤实现的步骤一、利用加热装置对高强钢坯料I上强度要求低的区域局部加热到20(TC IOOO0C ；步骤二、对高强钢坯料I保温O 30min，使高强钢坯料I的局部组织发生转变；步骤三、关闭加热器2，使高强钢坯料I冷却到室温；步骤四、将局部加热处理后的高强钢坯料I置于模具中进行成形，得到所需的强度变化分布的高强钢零件。本专利技术与现有技术相比具有以下效果一、为了成形变强度分布的高强钢零件，对于成形后要求零件强度较弱的区域，在成形前进行局部加热处理，使该区域的马氏体、贝氏体或残余奥氏体组织发生转变，减少马氏体和贝氏体含量可以降低其初始强度以及加工硬化速率；减少残余奥氏体含量可减少变形时发生相变生成的马氏体，本专利技术正是从改变高强钢坯料成形前的组织出发，只需通过对高强钢坯料进行局部加热处理，控制加热温度和加热时间，可得到不同的组织和强度，避免了传统拼焊方法的性能突变，简化了模具设计和工艺过程，高强钢零件的强度分布更理想。二、成形前先对坯料进行局部加热处理，避免了在零件成形后再进行热处理时加热与冷却而引起零件形状尺寸变化，保证了零件形状尺寸精度。三、通过对坯料不同部位进行局部加热处理软化，可以提高材料的局部塑韧性，控制材料不同部位的变形顺序，适于成形形状更复杂的零件。四、本专利技术的材料应用范围较广，可应用于双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相(CP)钢和孪晶诱导塑性(TWIP)钢等先进高强钢。附图说明 图1是具体实施方式一中步骤一的加热过程示意图；图2是具体实施方式一中步骤三对零件强度要求高的区域增设局部冷却装置3，使该区域温度始终低于200°C的实施过程示意图；图3是具体实施方式六的实施过程示意图；图4是具体实施方式七的实施过程示意图；图5是具体实施方式八的实施过程示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1 图5具体说明本实施方式的实现步骤步骤一、利用加热装置对高强钢坯料I上最终强度要求低的区域局部加热到200°C 1000°C ;最终强度要求低的区域是指成形后的高强钢零件强度要求低的区域。强度要求高的区域和强度要求低的区域的划分是根据零件的需要来划分；步骤二、对高强钢坯料I保温O 30min，使高强钢坯料I的局部组织发生转变；步骤三、关闭加热器2，使高强钢坯料I冷却到室温；步骤四、将局部加热处理后的高强钢坯料I置于模具中进行成形，得到所需的强度变化分布的高强钢零件。采用该实施方式，对零件要求强度高的区域不加热，保持其原始组织状态，零件成形后该区域强度仍然较高；对零件要求强度较弱的区域进行局部加热处理，使该区域组织发生变化而使强度降低或加工硬化速率降低，导致零件成形后该区域的强度较弱。具体实施方式二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤一中高强钢坯料I为双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相(CP)钢或孪晶诱导塑性(TffIP)钢。对于双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相(CP)钢和孪晶诱导塑性(TWIP)钢，其组织都含有马氏体或残余奥氏体，因此初始强度很高或者在变形时发生相变由残余奥氏体形成马氏体或者材料发生剧烈的加工硬化而获得更高的强度。双相(DP)钢的显微组织主要是在软基体的铁素体上分布着岛状的硬质马氏体相，马氏体含量越高则初始强度越高，并且由于硬质马氏体相的存在，使双相钢有很高的加工硬化速率。因此在成形前通过对坯料的局部加热处理，减少其马氏体相的含量，可以降低其强度，并且减小加工硬化速率，因此可以通过局部热处理来调节高强钢零件的强度分布。相变诱导塑性(TWIP)钢中存在多相组织，通常为铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体。在形变过程中，残余奥氏体向马氏体转变时引起了相变强化，因此通过对坯料的局部加热处理，不仅可以减少其初始组织中的贝氏体和马氏体，以降低其初始强度，还可以减少其残余奥氏体的含量，从而减少变形时发生相变生成的马氏体，从而调节高强钢零件的强度分布。对于马氏体(M)钢、复相(CP)钢和孪晶诱导塑性(TWIP)钢，调节其强度分布的机理也是类似的。采用本实施方式，对于双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢、马氏体(M)钢、复相(CP)钢，通过局部加热处理使组织中的马氏体、贝氏体或残余奥氏体等转变为铁素体或珠光体，使其初始强度降低。对于孪晶诱导塑性(TWIP)钢，室温下组织为稳定的奥氏体，成形前通过退火处理使其组织发生变化，退火温度越高，保温时间越长，退火后奥氏体晶粒越大，退火孪晶数量越多，此时强度降低，而塑性提高。需要特别指出的是，不同材料的加热温·度和保温时间不同，需要通过具体实验测定。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图2说明本实施方式，本实施方式的步骤一中在零件强度要求高的区域(即不需要加热的区域)，设置局部冷却装置3，在加热的过程中，通过局部冷却装置3向该区域喷射冷却水或液氮，使该区域温度始终低于20(TC。采用该实施方式，可防止由于导热使加热区域的热量传导至不需要加热的区域，使不需要加热的区域温度始终保持低于200°C，组织不发生变化，更有利于控制零件的强度分布。另外，采用液氮作为冷却介质还可起到保护气氛的作用，防止坯料表面氧化。其它步骤和参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四结合图1 图5说明本实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强钢材料成形时调节零件强度分布的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、利用加热装置对高强钢坯料1上强度要求低的区域局部加热到200℃～1000℃；步骤二、对高强钢坯料1保温0～30min，使高强钢坯料1的局部组织发生转变；步骤三、关闭加热器2，使高强钢坯料1冷却到室温；步骤四、将局部加热处理后的高强钢坯料1置于模具中进行成形，得到所需的强度变化分布的高强钢零件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何祝斌，王志彪，苑世剑，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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