太阳城集团

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一种用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201310595327.3

申请日:

2013.11.22

公开号:

太阳城集团CN103630565A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权的转移 IPC(主分类):G01N 23/20登记生效日:20170713变更事项:专利权人变更前权利人:武汉钢铁(集团)公司变更后权利人:武汉钢铁有限公司变更事项:地址变更前权利人:430080 湖北省武汉市武昌区友谊大道999号变更后权利人:430083 湖北省武汉市青山区厂前2号门|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 23/20申请日:20131122|||公开
IPC分类号: G01N23/20 主分类号: G01N23/20
申请人: 武汉钢铁(集团)公司
发明人: 王志奋; 李长一; 周顺兵; 杨志婷; 刘敏; 王俊霖; 周元贵; 张萍; 陈士华; 吴立新
地址: 430080 湖北省武汉市武昌区友谊大道999号
优先权:
专利代理机构: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 段姣姣
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310595327.3

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.08.01|||2015.09.16|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法:制备边长<20mm的方形试样板;对试样板的织构进行测定:用X射线衍射仪测量试样的反极图,得到所有{hkl}晶面的强度,并根据公式计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值;根据公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值;根据公式计算试样的制耳倾向M值:M值越小,表明深冲性能越好。本发明通过测量反极图来计算制耳倾向M值,因此无需特别制样,用X射线衍射仪对试样进行反极图测量即可,故能方便、快捷地反映汽车板深冲性能;由于织构与材料的深冲性能有着密切的关系,本发明通过测量织构来计算制耳倾向M值结果,所以结果可靠准确。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法,其步骤:
1)制备试样板:用切割机切取边长<20mm的块状方形试样;
2)对试样板的织构进行测定:
a)利用X射线衍射仪测量试样的反极图,得到所有{hkl}晶面的强度;
b)按照以下公式,计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值:
f(hkl)=s(hkl)Σs(hkl)]]>
式中:f(hkl)—表示密度分数
S{hkl}—表示一个晶面的强度
∑S{hkl}—表示所有晶面的强度之和;
3)根据以下公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值:
q(hkl)=2(mmax-mmin)/(mmax+mmin)
式中:mmax—表示各向异性系数的最大值
mmin—表示各向异性系数的最小值
m—表示各向异性系数;
各向异性系数m通过以下公式计算得出:
m=α12α22+α22α32+α32α12]]>
式中:α1—表示{hkl}晶面相对于轧向的方向余弦
α2—表示{hkl}晶面相对于横向的方向余弦
α3—表示{hkl}晶面相对于法向的方向余弦
α1、α2、α3的值当{hkl}确定后,其为已知;
4)根据以下公式计算试样的制耳倾向M值:
M=Σq(hkl)f(hkl)
式中:q(hkl)—表示{hkl}晶面的制耳指数
 f(hkl)—表示{hkl}晶面的密度分数;
根据制耳倾向M值判别其试验板的深冲性能,M值越小,表明深冲性能越好。

说明书

说明书一种用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法
技术领域
本发明涉及一种表征汽车板深冲性能的方法,具体地属于一种用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法。
背景技术
汽车面板简称汽车板,要求具有良好的深冲性能。为了真实地反映出材料的成形性能,Lankford等提出了塑性应变比r值的概念,其定义为:在进行单向拉伸时,宽度方向上尺寸变化率与厚度方向上尺寸变化率之比值。r值越高,说明板宽方向的变形越大于板厚方向的变形。由于沿板宽方向的变形加大,因而在深冲时,就容易首先沿冲杯的边缘部位扩展变形,从而呈凹凸不平状,即形成所谓的“耳子”。具有良好的深冲性能的汽车板允许冲制形状复杂的工件,产品无制耳或制耳小,材料损耗少,是人们追求的目标。
材料的深冲性能通常用轧向、横向和与轧向成45°三个方向的塑性应变比r值的平均值rmean和各向异性Δr来表征。影响r值测量结果的因素很多,其不确定度远大于其它力学性能参数的不确定度。因此人们一直在探索影响汽车板深冲性能的因素,进而寻求提高材料深冲性能及表征材料深冲性能的更好的方法。
通常是运用力学方法来测量材料的塑性应变比r,从而得到材料的深冲性能。由于采用力学方法进行塑性应变比r的测量对试样有一定的要求,即需要制备成力学设备所要求的标准试样,这样才能保证试验结果的准确性。因此常规力学方法表征材料的深冲性能存在一定不足:测试样品必需制备成测量塑性应变比r值的力学标准试样,如果试样不规则或者面积太小则会造成测量困难。
通过进行科技查新,在所查公开发表文献中,有太阳城集团一种表征汽车板深冲性能的方法的报道,冶金因素对热轧深冲无间隙原子(IF)钢板组织性能影响的研究;利用X-射线织构分析技术评估汽车板深冲性能。但是该报道中并未提出太阳城集团制耳倾向M值。因此太阳城集团本项目《一 种表征汽车板深冲性能的方法》:(1)应用X射线衍射反极图织构分析技术来表征汽车板的深冲性能;(2)用于表征汽车板深冲性能的制耳倾向M值通过{hkl}晶面的制耳指数q(hkl)和密度分数f(hkl)来计算。在所查文献中,未见与其完全相同且采用该技术的报道。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,尤其解决了无法制备成力学标准试样汽车板的深冲性能的检测问题,提供一种无需制备力学标准试样,且能准确、快速判定汽车板深冲性能的用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法。
实现上述目的的措施:
一种用制耳倾向M值判别汽车板深冲性能的方法,其步骤:
1)制备试样板:用切割机切取边长<20mm的块状方形试样;
2)对试样板的织构进行测定:
a)利用X射线衍射仪测量试样的反极图,得到所有{hkl}晶面的强度;
b)按照以下公式,计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值:
f(hkl)=s(hkl)Σs(hkl)]]>
式中:f(hkl)—表示密度分数
S{hkl}—表示一个晶面的强度
∑S{hkl}—表示所有晶面的强度之和;
3)根据以下公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值:
q(hkl)=2(mmax-mmin)/(mmax+mmin)
式中:mmax—表示各向异性系数的最大值
mmin—表示各向异性系数的最小值
m—表示各向异性系数;
各向异性系数m通过以下公式计算得出:
m=α12α22+α22α32+α32α12]]>
式中:α1—表示{hkl}晶面相对于轧向的方向余弦
α2—表示{hkl}晶面相对于横向的方向余弦
α3—表示{hkl}晶面相对于法向的方向余弦
α1、α2、α3的值当{hkl}确定后,其为已知;
4)根据以下公式计算试样的制耳倾向M值:
M=Σq(hkl)f(hkl)
式中:q(hkl)—表示{hkl}晶面的制耳指数
f(hkl)—表示{hkl}晶面的密度分数;
根据制耳倾向M值判别其试验板的深冲性能,M值越小,表明深冲性能越好。
本发明与现有技术相比,本发明通过测量反极图来计算制耳倾向M值,因此无需特别制样,用X射线衍射仪对试样进行反极图测量即可,故能方便、快捷地反映汽车板深冲性能;由于织构与材料的深冲性能有着密切的关系,本发明通过测量织构来计算制耳倾向M值结果,所以结果可靠准确。
附图说明
图1为本发明实施例1的X射线衍射仪测量的反极图;
图2为本发明实施例1的制耳系数M值与塑性应变比r的关系图;
图3为本发明实施例2的X射线衍射仪测量的反极图;
图4为本发明实施例3的X射线衍射仪测量的反极图;
图5为本发明实施例4的X射线衍射仪测量的反极图;
注:各晶面{hkl}下面数字为该晶面的强度值。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述:
以下各实施例中的各向异性系数m,由于α1、α2、α3的值当{hkl}确定后,其为已知,故不再具体写出,仅列出各向异性系数的最大值mmax和各向异性系数的最小值mmin。
实施例1
表1为本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数;
取用于汽车面板材料厚度为1mm的IF钢(无间隙原子钢)试样进行深冲性能的判别。
其步骤:
1)制备试样板:用切割机切取边长15mm的块状方形试样;
2)对试样板的织构进行测定:即
a)利用X射线衍射仪测量试样的反极图即图1,得到所有的{hkl}晶面的强度,图1中晶面{hkl}下面的数值即该晶面的强度S{hkl};
b)按照以下公式,计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值,该数值具体见表1:
f(hkl)=s(hkl)Σs(hkl)]]>
3)根据以下公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值:计算得到mmax和mmin,该数值具体见表1,并将每组对应的mmax和mmin值代入下式,
q(hkl)=2(mmax-mmin)/(mmax+mmin)
计算出各个{hkl}晶面的制耳指数q(hkl),见表1;
注:q(hkl)制耳指数对于不同晶面均为固定值,故也适用于以下各实施例;
4)根据以下公式计算试样的制耳倾向M值:通过反极图即图1计算得到的密度分数f(hkl)和制耳指数q(hkl)值,并分别代入下式:
M=Σq(hkl)f(hkl),计算得到M=0.131;
为了证明本发明采用制耳倾向M值表征汽车板的深冲性能的准确性及可靠性,本实施例按照试验用汽车板规格,截取10个试样板,重复步骤1~步骤4,计算出其制耳系数M值,并用画图软件画出制耳系数M值与塑性应变比r(用力学方法测定)的关系图即图2;在本试验 中两者的关系式为:Y=0.213-0.037X,其中Y代表制耳倾向M值,X代表塑性应变比r值。由图2可知,两者存在较好的线性关系。因此可用制耳系数M表征汽车板的深冲性能,M值越小即r值越大,表明深冲性能越好。
根据制耳倾向M值判别,其试验板的深冲性能,当M值<0.145时(即塑性应变比r>1.8),表明深冲性能优良。
表1本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数

本实施例经计算M=0.131,(用力学测量的r值=2.17)两者表征的趋势一致,均说明深冲性能优良。这就说明采用制耳倾向M值完全能够表征汽车板的深冲性能。
实施例2
取用于汽车面板材料厚度为1.5mm的DP钢(双相钢)试样进行深冲性能的判别。
其步骤:
1)制备试样板:用切割机切取边长15mm的块状方形试样;
2)对试样板的织构进行测定:即
a)利用X射线衍射仪测量试样的反极图即图3,得到所有的{hkl}晶面的强度,试样反极图即图3,图3中晶面{hkl}下面的数值即该晶面的强度S{hkl};
b)按照以下公式,计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值,该数值具体见表2:
f(hkl)=s(hkl)Σs(hkl);]]>
3)根据以下公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值:计算得到mmax和mmin,该数值具体见表2,并将每组对应的mmax和mmin值代入下式,
q(hkl)=2(mmax-mmin)/(mmax+mmin)
计算出各个{hkl}晶面的制耳指数q(hkl),见表2;
4)根据以下公式计算试样的制耳倾向M值:将通过反极图即图3计算得到的q(hkl)和f(hkl)值,并分别代入下式:
M=Σq(hkl)f(hkl),计算得到M=0.130;
本实施例M=0.130(用力学测量的r值=2.20),两者表征的趋势一致,均说明深冲性能优良。这就说明采用制耳倾向M值完全能够表征汽车板的深冲性能。
表2本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数

实施例3
表3为本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数;
取用于汽车面板材料厚度为0.8mm的DP钢(双相钢)试样进行深冲性能的判别。
其步骤:
1)制备试样板:用切割机切取边长15mm的块状方形试样;
2)对试样板的织构进行测定:即
a)利用X射线衍射仪测量试样的反极图即图4,得到所有的{hkl}晶面的强度,试样反极图即图4,图4中晶面{hkl}下面的数值即该晶面的强度S{hkl};
b)按照以下公式,计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值,该数值具体见表3:
f(hkl)=s(hkl)Σs(hkl);]]>
3)根据以下公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值:计算得到mmax和mmin,该数值具体见表3,并将每组对应的mmax和mmin值代入下式,
q(hkl)=2(mmax-mmin)/(mmax+mmin)
计算出各个{hkl}晶面的制耳指数q(hkl),见表3;
4)根据以下公式计算试样的制耳倾向M值:将通过反极图即图4计算得到的q(hkl)和 f(hkl)值,并分别代入下式:
M=Σq(hkl)f(hkl),计算得到M=0.152;
本实施例M=0.152(用力学测量的r值=1.63),两者表征的趋势一致,均说明深冲性能一般。这就说明采用制耳倾向M值完全能够表征汽车板的深冲性能。
表3本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数

实施例4
表4为本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数;
取用于汽车面板材料厚度为0.5mm的HSLA钢(高强度低合金钢)试样进行深冲性能的判别。
其步骤:
1)制备试样板:用切割机切取边长15mm的块状方形试样;
2)对试样板的织构进行测定:即
a)利用X射线衍射仪测量试样的反极图即图5,得到所有的{hkl}晶面的强度,试样反极图即图5,图5中晶面{hkl}下面的数值即该晶面的强度S{hkl};
b)按照以下公式,计算{hkl}晶面的密度分数f(hkl)的值,该数值具体见表4:
f(hkl)=s(hkl)Σs(hkl);]]>
3)根据以下公式计算{hkl}的制耳指数q(hkl)值:计算得到mmax和mmin,该数值具体见表4,并将每组对应的mmax和mmin值代入下式,
q(hkl)=2(mmax-mmin)/(mmax+mmin)
计算出各个{hkl}晶面的制耳指数q(hkl),见表4;
 4)根据以下公式计算试样的制耳倾向M值:将通过反极图即图5计算得到的q(hkl)和 f(hkl)值,并分别代入下式:
M=Σq(hkl)f(hkl),计算得到M=0.155;
本实施例M=0.155(用力学测量的r值=1.53),两者表征的趋势一致,均说明深冲性能一般。这就说明采用制耳倾向M值完全能够表征汽车板的深冲性能。
表4本实施例各{hkl}晶面的制耳指数和密度分数

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