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在汽车行业中金属材料的成形性_线材、棒材、管材的成形性能

1.成型性能:
在汽车行业金属材料的成形性能与材料的力学性能密切相关。这里主要讨论冷成形性能所闻冷成形是指在成形过程中不将工件人为地加热,(碳结钢、弹簧钢)但不排除变形能转化为热能而使得工件温度升高。冷成形在汽车生产中应用很广。它具有一系列优点:生产效率高,材料利用率高,表面光洁,尺寸公差小,成品具有良好的性能等。结构用钢材料的材料也是越来越多建设中重要的要素时候,在不同的材料中,将不同的材料成型性和有效的运用起来。
成形性不仅取决于材料本身,还与成形工艺的应力状态有关。其纵也标是断裂时的真实应变,横坐标是平均应力σm(σm=(σ1十σ2十σ3)/3)与流变应力σf的比值;图中上面一条线从左至右依次为带槽轧制、有纵向力的带槽轧制、棒材和丝材的拉拔、单轴拉伸试验;中间一条线依次为条带轧制、平条轧制、有纵向)的条带轧制、管的伸展收缩戚形、符合拉拔;下面一条线依次为挤压、平断轧制或锻压、单轴压缩试验、镦粗。压缩应力较高的软廊力状态的成形工艺(如挤压)比拉伸应力较高的成形工艺(如拉拔)可以达到更大的变形程度而小致开裂在讨论成彤性能时首先要Ⅸ分两种情况.是维的体积变形,例如冷拔、冷挤、冷镦、冷辗等;一是存两个方向的变形要比厚度方向变形大得多,如冷弯、冲压、深冲等:为了叙述方便。
2.线材、棒材、管材的成形性能
a.对力学性能的要求
主要要求材料具有良好的塑性,包括均匀仲长率、断裂后总伸K率和断面收缩率c图1-1-71表示降低钢中间隙原子碳和氮的含量能提高其塑性。
成形件能与真实应力看,应变曲线有密切的联系,根据成形工艺状态的特,应该选择试验办法、例如管材拉拔可选扭转试验,冷傲可选Ⅱ缩试验,而冷拉则选拉仲试验。
应变硬化指数儿列成形性也有重大影响。应变硬化可提高成品的屈服强度和抗拉强度,这就是优点;应变硬化又提高了后续冷变形的阻力,必要时还不得进行中间退火,以便材料软化,这是其缺点。总的说来,用于冷成形的钢材希望有较低的流变应力、较小的应变硬化指数:图1- 1- 72发TJ未合会化的35钢在冷挤压成形后的硬度分布,材料的原始硬度为l55HV,冷变形总量为800%。
b.成分和组织的影响
具有铁索体组织的低碳钢,其冷成形性良好因而必须控制碳当量:
Cη
Cη = C+ ( Mn – 0. 6)/4 + Cr(20+ Ni)/20
图1-1-73表示碳当量对退火态的屈服强度Mn.2和抗拉强度Ob,以及对应变硬化后流变应力的影响。碳当量对断面收缩率和成形性的影响更为显著。
硫和磷对成形性有害。能固溶于铁素体的锰、硅、铝、氮等也能提高强度,为了提高成形性,应尽量降低它们的含量。
对于含碳量低于0.35%的碳素钢和低合金钢,铁索体对应变硬化性能仍起着决定性的作用。当含碳角大于0-35%时,珠光体中的渗碳体起着决定性的作用。正火态的铁素体和层片状珠光体,具有低的塑性a经球化退火使珠光体中渗碳体变为颗粒状,或经过淬火高温回火得到回火索氏体,都能显著地改善其塑性和成形性,参见图1-l-74对于含碳量更高的钢,如在热轧后获得粗大珠光体组织,则其冷成形性很不好6如经过球化退火,或经过铅浴淬火,则仍能得到好的成形件,尽管流变应力较高了弹簧钢丝和制绳钢丝就是根据这个原理制成的。
冷变形低碳钢的时效会提高其强度而降低韧度和成形性。这对于不进行中间退火的多道冷成形工艺特别有害。只有全镇静钢其中氮已化学结合,才能遏制时效。也可在200~300℃回火,预先进行人工时效。
对于不锈钢,显微组织对成形性有重大影响。含碳量≤0. 120/0、含铬量23 %一28%的铁素体不锈钢,其成形性与非合金化的低碳钢类似;含碳量在0. 15%-1.2%、含铬量在13%一18%,并加入钴、钼、镍、钒等的马氏体不锈钢不适于冷成形;含铬量≥16 010、含镍量≥8%的奥氏体不锈钢有较好的成形性。面心立方金属具有较多的滑移系统,有较高的应变强化倾向;特别是奥氏体经冷变形后部分地转变为马氏体,进一步提高强度。提高铬、铜、钼、镍含量可增进奥氏体稳定性,减小应变强化。介稳定和稳定的两种奥氏不锈钢的真实应力。应变曲线。
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