1、低碳低硅 600MPa级 TRIP- SH钢的疲劳性能研究,苏 钰(上海大学 材料学院 , 工程技术大学 材料学院,上海) 张 梅,符仁钰,李 麟(上海大学 材料学院 ,上海),摘要：,通过低硅 TR IP- SH钢的低频疲劳试验、高频疲劳试验 ,获得了该钢的低频疲劳- N曲线、高频疲劳的- N曲线 。结果表明 ,该钢低频疲劳循环应变硬化指数 n = 01887,循环强度系数 K= 1547MPa,高频疲劳的疲劳极限 为 405MPa,较高的疲劳强度表明 TR IP2-SH钢具备良好的疲劳性能。,研究目的：,目前 ,汽车轻量化成为汽车行业的长期目标 ,而良好的疲劳性能是许多汽车承载结构件所必须
2、具备的 ,作为汽车轻量化替代材料的 TR IP钢必须具备良好的疲劳特性才可能有更广泛的应用前景。为了 充分证明TRIP钢具备极佳的疲劳性能，作者对自主设计的低碳低硅600MPA级TRIP-SH钢进行低频疲劳试验和高频疲劳试验，研究其疲劳特性。,试验方法：1。材料制备,试验材料为 TR IP- SH 钢 ,其化学成分 (质量分数 , % )为 010012C、 1518Mn、 0508Si。试验用钢先用中频感应炉熔炼和电渣重熔 ,铸坯重 25kg,然后锻造成 30 mm厚的板坯 ,热轧至 3 mm厚 ,经冷轧至所需要的 15 mm。再进行热处理 。最终组织如图,1 低周疲劳- N试验,依据 GB
3、 /T 152481994 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法 。采用试验设备为In2stron1343电液伺服疲劳试验机 ,加载波形三角波 ,保持应变速率恒定。试验中须轴向等幅拉压 ,取厚度为8 mm的板材 ,并采用标距为 5 mm的引伸计 ,试样拉压方向为轧制方向。将应变幅分成 6级 ,每级做 3根试样 ,每级试验 3根试样的寿命反复数 2 Nf及应力取平均值。,低周疲劳试验结果,由图 4可见 , SH钢在 1000次疲劳情况下 ,可以承受 600 MPa的疲劳强度 ,在 100000次疲劳情况下,可以承受 330MPa的疲劳强度。,2 高频疲劳- N试验,依据 GB 30751982 金
4、属轴向疲劳试验法 ,采用 100 kN高频疲劳试验机 ,取应力比r = 01进行拉 -拉疲劳试验 ,得到 r = 01的- N曲线( strain / cycle number curve - 载荷 /周期次数曲线 )和疲劳极限。,高频疲劳试验结果,在双对数坐标上 ,对高频疲劳的 - N 数据点进行线性回归 ,即可得应变疲劳参数 ,其斜率为 b。斜线在纵坐标上的截就是 SR I1。图 5为 SH钢的- N曲线 ,从图中可以看出试验中试样没有发生断裂 ,存在水平平台 ,疲劳极限存在。,4 结论,(1)低频疲劳的循环应变硬化系数 ,循环强度系数K = 1547 MPa;符合(2) TR IP- SH 钢高频疲劳的疲劳极限 为 405MPa,符合(3)较高的疲劳强度表明TR IP- SH钢具备良好的疲劳性能。,5 实际应用,作者应用这些疲劳参数来指导 ISTANA06款新车 前端梁构件的结构和强度设计。原车型的同类零件选用的是 16 mm的 270 MPa级深冲 SCP2钢板冲压而成 ,新设计前端梁构件采用 TR IP- S H钢的 12 mm板制造 。用 TR IP钢替代目标材料制造前端梁构件等一系列零件 ,板厚由16 mm减到 12 mm,减重达 25%。另外 , TR IP- SH钢 实际冲压的结果良好 ,并通过了 7万次循环疲劳试验。,
