超高强度双相钢薄板冲压成形过程中的切向韧性断裂行为研究

超高强度双相钢薄板在采用较小半径冲压时，发现在拉弯状态下的圆角处出现无颈缩的切向韧性断裂失效，其断裂应变低于传统成形极限图FLD的预测极限。该失效模式和模具圆角半径与板料厚度的比R/t、面内拉伸状态和板料的微观组织有直接的关系。目前对其失效机理的解释尚不完善；同时，由于基于颈缩失稳的传统FLD无法预测这种失效形式，需要引入新的成形性能评估方法。.本项目基于宏观模拟实验和微观分析，研究超高强度双相钢薄板的切向韧性断裂失效与面内拉伸和其微观组织的关系；通过对不同强度级别双相钢薄板和非双相钢薄板弯曲断裂失效模式的对比，探讨超高强度双相钢薄板切向韧性断裂的微观机理和宏观机制，揭示影响颈缩型断裂和切向韧性断裂失效的关键因素；进而，基于M-K理论建立超高强度双相钢薄板切向韧性断裂成形极限的计算方法，为超高强度双相钢薄板冲压件成形性能的评价提供理论依据和设计指导。

高强度双相钢薄板在冲压过程中容易产生无缩颈的切向韧性断裂，尤其在较小模具圆角半径的拉伸弯曲条件下。切向韧性断裂的断裂应变低于传统的成形极限图FLD的预测极限，这就给超高强度双相钢的广泛应用造成了极大的困难。本项目基于宏观成形性实验如拉伸弯曲实验和圆筒拉深实验等，发现R/t值、面内拉伸状态和微观组织特点对切向韧性断裂有直接影响，并建议采用中等圆角半径的凸模。采用原位拉伸、SEM和断口形貌分析，从板料显微组织特点的角度研究了超高强度双相钢薄板产生切向韧性断裂的裂纹扩展机理。利用板料数值模拟方法，建立了基于M-K理论延性准则的超高强度双相钢薄板切向韧性断裂的开裂失效判据，为超高强度双相钢薄板冲压件成形性能的评价提供理论依据和设计指导。