[发明专利]TRIP钢冲压件中残余奥氏体体积分布测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢冲压件性能测量领域，尤其涉及一种钢冲压件中残余奥氏体体积分布测量方法。

背景技术

现代汽车工业对轻量化、安全性、尾气排放、成本控制及燃油经济性的要求越来越高，这就驱使汽车工业采用高强度钢板和一些高强度轻量化材料。利用变形过程中相变诱发塑性（Transformation Induced Plasticity，简称TRIP）现象研制的TRIP钢不仅具有高强度，而且具有较好的塑性，开始在国外汽车工业中应用，显示出了广阔应用前景，已引起了国际钢铁和汽车工业界的广泛重视。TRIP钢板作为一种新型钢板，其特殊的轧制工艺和化学成分设计使得TRIP钢在室温下微观组织中含有残余奥氏体，这种残余奥氏体由于含碳量较高，稳定性较差，在一定的塑性变形量下，就会向较稳定的马氏体转变。生成的马氏体的硬化性能比相变前的奥氏体有较大的提高，增加了材料的均匀变形能力，由此带来了材料塑性的提高。相变诱发塑性（TRIP）效应赋予TRIP钢良好力学性能，而TRIP效应的本质就是残余奥氏体向马氏体的转变，残余奥氏体转变的快慢和多少直接影响了TRIP钢板的成形性和其它力学性能。因此非常有必要确定TRIP钢中残余奥氏体在冲压过程中的分布情况来评价TRIP效应对提高冲压成形能力的贡献度。

现有技术中，定量分析TRIP钢中残余奥氏体的含量所用的试验方法主要有X射线衍射（XRD）法、中子衍射法、光学显微镜结合像素分析法、扫描电镜法（SEM）、穆斯堡尔光谱学法等直接测量。上述测量方法对试样尺寸、形状和表面处理各有要求，而且单次测量需要的成本很高。对于冲压件来说，要确定残余奥氏体的分布情况，制备上述方法所需的试样需要对冲压件切割成许多小块，进行表面抛光或腐蚀，增加了附加工序成本和测量成本，对于一个大型而且形状复杂的TRIP钢冲压件，要用上述直接测量方法确定残余奥氏体的体积分布情况需要的测量次数和测量成本会更高，往往令人无法忍受。因此用直接测量法确定TRIP钢冲压成形过程中的残余奥氏体分布情况不适应于工业行业的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种TRIP钢冲压件中残余奥氏体体积分布测量方法，通过将钢板的变形分解成四种基本变形模式，得到复杂变形下残余奥氏体体积含量与主、次应变的关系，然后只需测得冲压成形后零件的主、次应力就可得到残余奥氏体的体积含量，具有实施简单、结果准确、时间成本和经济成本低等特性。

本发明是这样实现的：一种TRIP钢冲压件中残余奥氏体体积分布测量方法，包括以下步骤，

步骤一、将变形分类成四种标准变形模式，简单剪切、单向拉伸、平面应变拉伸和等双向拉伸，并制备出相应的简单剪切试样、单向拉伸试样、平面应变拉伸试样和等双向拉伸试样；

步骤二、先测出试样的变形前残余奥氏体体积含量                                               ，然后将四种试样在万能拉伸机上分别拉伸得到等效应变量，再测量变形后试样中心点的残余奥氏体体积含量，将残余奥氏体体积含量和应变量一一对应拟合成方程，得到四种标准变形模式的拟合系数，

  

为简单剪切变形后残余奥氏体体积含量，为简单剪切拟合系数

为单向拉伸变形后残余奥氏体体积含量，为单向拉伸拟合系数

为平面应变拉伸变形后残余奥氏体体积含量，为平面应变拉伸拟合系数

为等双向拉伸变形后残余奥氏体体积含量，为等双向拉伸拟合系数；

步骤三、先根据塑性变形理论推得复杂应变路径下残余奥氏体转变规律，再通过四种标准变形模式结合塑性变形过程中的体积不变，，其中ε₁为主应变量，ε₂为次应变量，ε₃为厚向应变量，得到用主、次应变量函数表示的复杂变形后残余奥氏体体积含量为

；

步骤四、在冲压件毛坯上印制圆形网格，毛坯冲压成形后，通过测量成形后零件上网格的长轴和短轴，换算出零件上各个点的主、次应变量，再根据主、次应变量计算得到零件上各个点的复杂变形后残余奥氏体体积含量。

所述的步骤三中还包括将变形后残余奥氏体体积含量与主应变量和次应变量的关系拟合成三维图形的步骤，测量时根据主、次应变量直接从图形上查出复杂变形后残余奥氏体体积含量。