1前言
近年來，隨著汽車輕量化，使用材料也高強化，熱沖壓加工方法的應(yīng)用增加了。所謂熱沖壓加工法就是把專用鋼板加熱到奧氏體溫度區(qū)后，用金屬模具按要求形狀成形，同時進行淬火的加工方法(圖1)。熱沖壓加工是高溫成形，具有壓力負荷低，成形后強度高，形狀凍結(jié)性優(yōu)良的特點。
現(xiàn)行的熱沖壓鋼材中C含量約0.21%，強度為TS1500MPa級。最近為了適應(yīng)輕量化的要求更進一步高強化，單靠提高現(xiàn)行材料的C含量，由于韌性不足，得不到完全滿意的性能。因此，為了提高韌性開發(fā)了熱沖壓后舊奧氏體晶粒更細微化，淬透性高的TS1800MPa級熱沖壓材(下稱開發(fā)材)。
2開發(fā)材的各種性能
(1)機械性能
一般的TS1500MPa級熱沖壓材(下記現(xiàn)行材)和開發(fā)材的熱沖壓后機械性能如表1所示。
可以看到開發(fā)材的強度為TS1800MPa級，延伸率(EL)為7.6%與現(xiàn)行材沒有大的差別。
(2)顯微組織
現(xiàn)行材和開發(fā)材熱沖壓后的顯微組織和斷面觀察結(jié)果示于圖2(略)。由圖可知，開發(fā)材
的組織比現(xiàn)行材組織顯微。
(3)淬透性
開發(fā)材的CCT(連續(xù)冷卻相變)曲線圖示于圖3(略)。可看出開發(fā)材的Ac3點為822℃，
發(fā)生馬氏體相變所需要臨界冷卻速度是20℃/s，用與現(xiàn)行材大致相同的熱沖壓條件下就可以生產(chǎn)。
(4)韌性
用三塊板厚(t)1.4mm的熱沖壓材組成的重疊試樣進行了夏比沖擊試驗，測試韌性，圖4
為測試結(jié)果。與現(xiàn)行材相比，開發(fā)材的沖擊值相對較低。圖4(略)中示出了一40℃的塑性斷面。
(5)焊接性
圖5示出了合適電流范圍?，F(xiàn)行材與開發(fā)材共同合適的電流范圍約2kA，未見大的差別。
關(guān)于焊點的成長，現(xiàn)行材與開發(fā)材顯示了同樣傾向，從焊接條件考慮，確認在與現(xiàn)行材同等條件下，用開發(fā)材同樣可進行焊接裝配。
(6)延遲斷裂性能
當(dāng)材料強度、擴散性氫量和拉伸殘余應(yīng)力同時滿足一定條件時，就有可能發(fā)生延遲斷裂(氫脆)這種擔(dān)心隨著高強化而發(fā)生。鋼中擴散性氫含量根據(jù)使用環(huán)境而變化，而殘余應(yīng)力是可以采用設(shè)計和生產(chǎn)工藝最佳化來控制(減少)。
圖6(略)所示為從各種試驗后的熱沖壓材料檢出的擴散性氫含量。延遲破壞結(jié)果示于圖7，表面應(yīng)力采用施加4點彎曲負荷的表面變形量，根據(jù)S一S曲線的換算值。另外經(jīng)100h酸浸后，未發(fā)生裂紋用“O”表示，發(fā)生裂紋用“X”表示?，F(xiàn)行材在1312MPa未發(fā)生裂紋，開發(fā)材至1293MPa未見裂紋，但到1434MPa時發(fā)生裂紋，該值相當(dāng)于表1所示開發(fā)材的屈服應(yīng)力。
3開發(fā)材的部件特性
圖8(略)所示為具有M字形狀的一定斷面，用試制設(shè)備制成長度(1000mm)的部件，然后進行動態(tài)三點彎曲試驗。支點間距離為800mm，中央壓頭半徑為R150，試驗速度為8km/h，相對于板厚1.6mm現(xiàn)行材，同樣板厚開發(fā)材最大負荷可以提高26.5%，并且，在使用于板厚1.4mm的開發(fā)材時，顯示了與板厚(t)1.4mm現(xiàn)行材同等的最大負荷，所以達到12.5%的輕量化是可能的圖9(略)。
在一40℃下進行了同樣的動態(tài)三點彎曲試驗，確認取得了與室內(nèi)試驗同等的結(jié)果，在2.4夏比沖擊試驗時，發(fā)現(xiàn)開發(fā)材的韌性比現(xiàn)行材差，但在對部件總的評價方面可以確認沒有特別問題。
4實用狀況
在日本國內(nèi)開發(fā)材取得了專利，并從2011年開始生產(chǎn)，應(yīng)用于“松田CX一5”的汽車保險杠橫梁。
5結(jié)束語
本文介紹了TS1800MPa級熱沖壓鋼板的特性及各種性能。近年來，為了改善燃費和提高抗碰撞性能，迅速擴大對高強鋼的需求，期待本開發(fā)對滿足這一需求將有所幫助。
