AHSS成形特性和回弹特性

在汽车用钢领域，先进高强钢（AHSS）与传统高强钢相比，其不仅提高了汽车碰撞性能，而且还降低了制造成本和重量。

AHSS为汽车制造业提供了所需的两种不同用途的钢材。第一类是相对于HSLA钢，具有更高的强度、加工性能和碰撞能量吸收能力。第二类是在高于HSLA钢强度的基础上，扩展应用范围。以前通常选用的CP和MS钢，一般只用于底盘、悬架和白车身部位，AHSS则还可以用于车门和车体外板，使用范围得到了扩展。此外，AHSS能够在微观结构设计上满足特定的工艺要求，符合更为严格的公差标准。虽然AHSS不会给汽车工业带来新的成形问题，但是相对于高强钢而言，放大了现在所面临的一些加工处理问题。这些问题包括冲压工具将承受更高的载荷，更高的能源需求，并增加了回弹补偿和控制的需要。此外，AHSS如果缺乏足够的压紧会容易起皱。

1 成形特性

长期以来，单相铁素体低碳钢和HSLA钢虽然具有良好的延伸率和抗拉强度，但是在加工时它们会受到屈服强度的限制，进而影响形变能力。AHSS是通过改变化学成分、加工温度、时间、变形量，甚至变形路径等复杂工艺获取的，通过开发新的微观结构，以实现所需的性能要求，例如初始耐冲击性、能量吸收能力和疲劳寿命等。

DP钢组织中含有马氏体和铁素体，其中马氏体含量在5%-20%，马氏体具有高的强度，而高度分散的铁素体具有高的延伸率，因此，DP钢具有高的强度和良好的成形性。DP钢的强度随着马氏体含量的增加线性增加，具有低的屈强比、高的加工硬化指数、高的烘烤硬化性能、无屈服延伸和室温时效等特点。TRIP钢主要组织是铁素体、贝氏体和残余奥氏体，其中残余奥氏体的含量在5%-15%。TRIP钢具有高延伸率，其本质是应变诱发残余奥氏体转变为马氏体，同时相变引起的体积膨胀，伴随着局部加工硬化指数增加，使得变形很难集中在局部区域。DP590的屈强比为0.615，DP780的屈强比为0.636，TRIP590的屈强比为0.626，可有效避免成形时局部颈缩和断裂，有利于成形。

2 回弹特性

弹性后效是指弹性变形随时间缓缓增长的现象，在去除载荷后，不能立即恢复而需要经过一段足够时间之后才能逐渐恢复原状。在相同的屈服应力作用下，钢仅有铝的三分之一回弹量。回弹量是钢板冲压成形中影响冲压件尺寸精度和形状精度的关键因素之一。由于存在塑性变形，回弹变形通常不能回到未经冲压过的初始状态，产生残余应力。AHSS板在成形后易产生回弹，其回弹量远大于使用普通低碳钢板冲压成形零件的回弹量。相比于低碳钢，由于增加了屈服强度，HSLA回弹量增加了4倍以上，AHSS则达到8倍。实验数据表明，TRIP钢弯曲回弹最大，DP钢次之，HSLA的弯曲回弹最小。弯曲回弹与材料强度和弯曲深度成正比，与材料厚度和压边力成反比。