超高强度硼钢板热冲压成形技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林建平 著

图书标签:

• 热冲压
• 硼钢
• 超高强度钢
• 成形技术
• 材料成形
• 汽车轻量化
• 金属材料
• 制造工程
• 工艺技术
• 热处理

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111570516

版次：1

商品编码：12170853

品牌：机工出版

包装：精装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：150

编辑推荐

适读人群 ：企业技术人员、高校师生及研究人员
　　轻量化技术是目前汽车、航空航天等领域实现其设备材料要求的新技术。 　　本书为金属板材热冲压技术的应用提供基础支撑，它的出版对热冲压成形技术的发展，具有很好地铺垫意义。 　　本书的研究得到了国家自然科学基金项目“硼钢板热冲压过程中的变形行为及其马氏体相变研究（项目号：51075307）”和“热冲压硼钢板基因的选择性表达及其在力学性能预测中的应用（项目号：51375346）”的资助。

内容简介

　　本书为机械工业出版社《制造业高端技术系列》之一。本书共分为8章，主要包括绪论，超高强度硼钢板材料性能测试方法，超高强度硼钢板材料性能及其理论模型，超高强度硼钢板热成形过程中的相变、机理及控制，超高强度硼钢板热冲压的数值模拟，超高强度硼钢板的热冲压成型与开模变形，热冲压成形零件的尺寸控制，热冲压模具冷却系统设计。

作者简介

　　林建平　　博士、博士后，现任同济大学机械与能源工程学院教授、博士生导师，新能源汽车与动力系统国家工程实验室“汽车轻量化研究方向”学术带头人之一。教育部机械教学指导委员会委员、上海市学科评议组成员、中国模具工业协会技术委员会副主任、美国汽车工程学会（SAE）会员、中国机械工程学会高级会员、上海市模具行业协会理事与技术委员会主任、上海海洋大学兼职教授、上海体育学院兼职教授、国家科技进步奖、上海市科技进步奖和发明奖评审专家、国家自然科学基金评审专家以及国际杂志《Appliedsurfacescience》、《InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology》评审等。承担过国家、上海市、企业的攻关项目和重大项目近百项，获多项科技进步奖、教师奖以及博士生论文指导教师奖。申请国家专利22项，在国内外相关杂志上发表论文208篇，其中SCI/EI检索117篇。　　主要研究方向：车辆轻量化制造技术、汽车模具与现代成形技术。　　主要研究项目：　　1.国家自然科学基金“热冲压硼钢板基因的选择性表达及其在力学性能预测中的应用”，2014.1-2017.12。　　2.国家自然科学基金“基于界面理化特性的铝合金胶接结构耐腐蚀稳定性研究”，2016.1-2019.12。　　3.教育部博士点基金项目“基于材料组织性能动态变化的QP钢板变形行为研究”，2012-2014。　　4.国家“十二五”科技支撑计划子项“超高强度钢热冲压成形技术开发及其在目标车型上集成应用”，2011.9-2013.6。　　5.美国通用汽车国际合作项目“铝拼焊板成形性能与仿真”，2011.10-2013.4。　　主要SCI论文：　　1.J.Min,Y.Li,B.E.Carlson,S.J.Hu,J.Li,J.Lin;Anewsingle-sidedblindrivetingmethodforjoiningofdissimilarmaterials.CIRP2015　　2.RuiZheng,JianpingLin*,Pei-ChungWang,QianqianWu,YongrongWu.Effectsofasheetmetalstampinglubricantonstaticstrengthofadhesive-bondedaluminumalloys.JournalofAdhesionScienceandTechnology,v29,n13,p1382–1402.　　3.JunyingMin,YongqiangLi,JingjingLi,BlairE.Carlson,JianpingLin*;Mechanicsinfrictionalpenetrationwithablindrivet.JournalofMaterialsProcessingTechnology.v222,p268-279.

目录

目录前言第１章绪论１１.１引言１１.２超高强度硼钢板及其应用３１.３超高强度硼钢板冲压成形工艺４第２章超高强度硼钢板材料性能测试６２.１超高强度硼钢板热力学性能测试６２.１.１测试装置６２.１.２测试步骤７２.２超高强度硼钢板成形性能测试８２.２.１测试装置８２.２.２测试方法８２.３超高强度硼钢板相变测试１０２.３.１测试方法１０２.３.２相变判断１１第３章超高强度硼钢板材料性能及其理论模型１４３.１超高强度硼钢板的物理性能１４３.１.１常温物理性能１４３.１.２高温物理性能１４３.２超高强度硼钢板的力学性能１６３.２.１常温力学性能１６３.２.２高温力学性能１７３.３超高强度硼钢板的本构模型１９３.３.１基于井上胜郎模型的本构模型２０３.３.２基于动态回复的本构模型２３３.４超高强度硼钢板的成形性能２８３.４.１常温成形性能２８３.４.２高温成形性能２８３.４.３超高强度硼钢板热冲压成形极限预测模型３０３.５超高强度硼钢板的焊接性能３６３.５.１焊接接头的力学性能分析３７３.５.２焊接接头宏观形貌分析３７３.５.３焊点的金相分析３８３.６本章小结３９第４章超高强度硼钢板热成形过程中的相变、机理及控制４１４.１形变奥氏体的扩散相变热力学分析４１４.２铁素体相变分析４５４.２.１变形温度对形变诱导铁素体相变的影响４９４.２.２应变速率对形变诱导铁素体相变的影响５０４.２.３变形后冷却速率对形变诱导铁素体相变的影响５０４.２.４应变量对形变诱导铁素体相变的影响５０４.３贝氏体相变分析５３４.４马氏体相变分析５６４.４.１马氏体相变形核功５６４.４.２马氏体相变动力学模型５８４.５热冲压工艺参数对硼钢板相变的影响６１４.５.１冷却速率对硼钢板相变的影响６１４.５.２保温温度对硼钢板相变的影响６３４.６本章小结７２第５章超高强度硼钢板热冲压的数值模拟７４５.１热冲压常用数值模拟软件概述７４５.２考虑开模温度场分布的热冲压开模变形仿真７５５.２.１热冲压工艺的耦合分析方法概述７６５.２.２考虑开模温度场分布的热冲压开模变形仿真方法７７５.２.３回弹变形的热力耦合分析流程７９５.２.４基于Ｄｙｎａｆｏｒｍ的Ｂ柱的热冲压成形过程仿真８１５.２.５带有温度历程的开模变形仿真方法８７５.３热冲压开模变形仿真模型的验证９５５.４本章小结９７第６章超高强度硼钢板的热冲压成形与开模变形９８６.１成形工艺参数对热冲压工艺的影响９８６.１.１板料成形初始温度对热冲压工艺的影响９９６.１.２冲压速度对热冲压工艺的影响１００６.１.３板料厚度对热冲压工艺的影响１０２６.１.４保压条件对热冲压工艺的影响１０２６.２热成形开模变形的原因及规律１０３６.２.１热胀冷缩及相变膨胀对变形影响分析１０３６.２.２热冲压Ｂ柱开模变形的原因及规律１０５６.３本章小结１１１第７章热冲压成形零件的尺寸控制１１２Ⅴ７.１热冲压成形零件的尺寸控制技术１１２７.１.１零件接触压力的影响１１２７.１.２模具温度分布的影响１１５７.１.３模具型面补偿的影响１２１７.２本章小结１２３第８章热冲压模具冷却系统设计１２４８.１热冲压模具简介１２４８.２热冲压模具冷却系统的设计方法１２６８.２.１热冲压模具冷却系统设计要求１２６８.２.２热冲压模具冷却系统设计参数１２６８.２.３热冲压模具冷却系统设计及其优化１２７８.３热冲压模具热平衡设计１３５８.３.１热冲压模具热平衡分析１３５８.３.２热冲压成形工艺传热数学模型的建立方法１３６８.３.３热冲压成形工艺传热数值分析方法１３９８.４本章小结１４４参考文献１４６后记１５１

前言/序言

　　高强度钢板热冲压技术是汽车轻量化成形技术之一。相对于冷冲压而言，热冲压成形时需要将板料加热到９００℃以上，成形后期还需进行相应的热机械处理以保证零件的尺寸精度和力学性能。在整个成形过程中，涉及材料学、热力学、传热学、机械等多学科领域。 　　本书共分为８章，以超高强度硼钢板材料性能、成形过程中的材料组织相变及热冲压过程的变形控制导热冲压关键技术为主线，介绍了超高强度钢热成形过程中的成形机理、力学行为变化及其相应的组织变化规律，并给出了考虑材料组织相变及温度变化的热冲压成形硼钢板的本构模型；基于成形仿真软件介绍了热冲压过程数值仿真分析方法及冲压过程的零部件尺寸控制，介绍了热冲压模具系统的设计，较系统地介绍了热冲压的基础理论与技术。 　　著者长期从事材料成形及其理论研究工作，特别是热冲压技术和理论研究。 　　本书主要是课题组长期研究与积累的总结，也是许多硕士和博士论文的归纳和提炼。本书的出版期望给从事金属塑性成形技术领域的技术人员在金属板材热冲压技术与理论方面予以帮助，为金属板材热冲压技术的应用提供基础支撑。 　　本书可以为企业技术人员、高校师生及研究人员提供参考。 　　由于编者水平有限，本书若有不妥和不足之处，敬请批评指正。 　　著　者

《金属材料塑性加工原理与实践》 第一部分：金属材料塑性变形的基础理论 本部分将深入剖析金属材料在塑性变形过程中的微观机制与宏观表现，为读者构建坚实的理论基础。 第一章：金属材料的晶体结构与缺陷 晶体结构基础： 详细介绍金属的典型晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP）结构。深入阐述晶格常数、原子堆积密度、配位数等概念，并通过图示清晰展示各结构的原子排列方式。 晶界与晶内缺陷： 重点讲解晶界、点缺陷（空位、置换原子、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（层错、堆垛层错）的形成、类型及其对材料力学性能的影响。深入探讨位错的滑移和攀移机制，这是塑性变形的根本原因。 多晶体的取向与织构： 阐述多晶体材料的晶粒取向分布，以及形变织构的形成过程。分析不同织构对材料各向异性力学性能的影响，为后续章节的塑性加工工艺优化提供理论依据。 第二章：金属塑性变形的应力-应变关系 弹性变形与塑性变形： 区分并详细阐述弹性变形和塑性变形的本质区别。讲解应力-应变曲线中的弹性阶段和塑性阶段，以及屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等关键力学参数的含义。 流动应力与加工硬化： 深入研究塑性变形过程中流动应力的变化规律，并详细解释加工硬化的机制，包括位错密度的增加、位错缠结等。介绍多种加工硬化模型，如幂律硬化模型、Voce模型等，并分析其适用范围。 应变速率敏感性与应变速率硬化： 探讨温度和应变速率对金属塑性变形的影响。分析某些材料在高温下表现出的应变速率敏感性，以及应变速率硬化现象，这对高速塑性加工工艺的设计至关重要。 本构方程： 介绍描述金属材料塑性变形行为的各类本构方程，包括弹塑性本构方程、损伤力学本构方程等，并结合实例说明其在数值模拟中的应用。 第三章：塑性变形的微观机制与强化途径 滑移系与变形机制： 针对不同晶体结构的金属，详细介绍其主要的滑移系和变形机制。例如，FCC金属在（111）<110>滑移系上的滑移，BCC金属在{110}<111>、{112}<111>等滑移系上的滑移。 加工硬化与应变硬化： 进一步细化加工硬化的微观机制，结合位错理论，深入分析位错源、位错增殖、位错湮灭等过程。 固溶强化、沉淀强化与晶界强化： 介绍不同强化机制的原理，如杂质原子在基体中的固溶形成固溶强化；第二相粒子在基体中析出形成沉淀强化；晶粒细化带来的晶界强化效应。 形变热处理（退火与再结晶）： 详细阐述形变热处理对材料组织与性能的影响。重点介绍退火过程中回复、再结晶的微观机制，以及退火工艺参数（温度、时间）对再结晶晶粒尺寸、织构的影响。 第二部分：金属材料塑性加工的基本原理与工艺 本部分将聚焦于实际的塑性加工过程，从宏观角度解析各类加工方法的原理、影响因素及工艺控制要点。 第四章：体塑性变形加工 锻造： 基本原理： 详细介绍自由锻、模锻、滚锻等不同锻造形式的工艺流程，以及金属在模具中的流动与变形规律。 关键工艺参数： 分析模具设计、锻造温度、变形量、变形速度等对锻件质量、组织性能的影响。 锻造缺陷： 探讨锻造过程中常见的缺陷，如折叠、锻合不良、中心疏松等，并分析其产生原因及预防措施。 轧制： 基本原理： 阐述平整轧制、型材轧制、带肋轧制等不同轧制工艺的原理。重点讲解轧件与轧辊之间的接触、变形与力的传递关系。 影响因素： 分析轧制温度、轧辊间隙、轧制速度、轧件宽度与厚度等参数对轧件尺寸精度、表面质量和力学性能的影响。 轧制织构： 深入探讨轧制过程中产生的轧制织构，及其对后续加工和产品性能的影响。 挤压： 基本原理： 详细介绍正挤压、反挤压、联合挤压等挤压工艺。分析金属在挤压模孔中的流动行为。 工艺特点： 讨论挤压加工的优势，如能加工复杂截面、获得较高尺寸精度等，以及其局限性。 润滑与冷却： 强调挤压过程中的润滑和冷却的重要性，以及对产品质量的影响。 拉伸与挤压（管材、棒材）： 概述管材和棒材的拉拔和挤压工艺，包括不同方法的原理、模具设计及工艺控制要点。 第五章：面塑性变形加工 冲压： 基本原理： 详细介绍落料、冲孔、弯曲、拉深、胀形等基本冲压工序的原理。 模具设计： 阐述凸模、凹模、卸料板、导向件等冲压模具主要零件的设计原则。 材料性能要求： 分析材料的塑性、强度、抗疲劳性等对冲压性能的影响。 冲压缺陷： 讲解起皱、裂边、凸起、塌陷等常见冲压缺陷的成因及改进方法。 旋压： 基本原理： 阐述单点旋压、滚压成形等旋压工艺的原理，以及金属材料在旋轮作用下的变形过程。 工艺参数： 分析旋轮进给量、旋压速度、材料厚度等对旋压件质量的影响。 应用领域： 介绍旋压在航空航天、汽车、灯具等行业的应用。 冷镦与铆接： 冷镦： 介绍螺栓、螺母等紧固件的冷镦工艺，包括镦粗、挤颠、成形等工序。 铆接： 阐述冷铆与热铆的原理，以及铆钉的变形机制。 第六章：特种塑性加工技术 超塑性成形： 原理： 详细介绍超塑性变形的微观机制，包括晶粒滑移、晶界滑动和扩散蠕变。 适用材料与条件： 列举常见的超塑性材料，并阐述其对温度、变形速率、晶粒尺寸等的要求。 工艺流程： 介绍超塑性成形工艺，如气胀成形、压印成形等。 爆炸成形： 原理： 阐述爆炸成形利用高能炸药瞬间产生的冲击波驱动金属板材变形的原理。 工艺特点： 分析爆炸成形的优势，如能加工大型复杂构件、材料适应性广等，以及其安全性和精度控制的挑战。 电液成形： 原理： 介绍利用高压电脉冲在液体介质中产生冲击波来驱动金属变形的原理。 应用： 阐述电液成形在精密零件制造中的应用。 磁脉冲成形： 原理： 阐述磁脉冲成形利用强磁场产生的涡流与自身磁场相互作用产生的斥力驱动金属变形的原理。 特点与应用： 分析其加工速度快、无接触、适用于导电材料等特点，以及在管材连接、成形等方面的应用。 第三部分：塑性加工中的数值模拟与质量控制 本部分将引导读者认识现代塑性加工技术中不可或缺的数值模拟手段，以及确保产品质量的关键控制方法。 第七章：塑性加工过程的有限元分析 有限元方法基础： 介绍有限元法的基本思想，即将复杂模型离散化为有限个单元，通过求解单元方程组来逼近整体方程。 本构模型与边界条件： 讲解在有限元分析中如何选择合适的金属材料本构模型，以及如何准确定义载荷、位移等边界条件。 数值模拟过程： 详细阐述前处理、求解器、后处理等数值模拟的关键步骤。 典型案例分析： 结合实际的锻造、轧制、冲压等加工过程，展示有限元模拟如何预测材料流动、应力分布、温度变化、成形力等，并指导工艺参数优化。 模拟结果验证： 强调实验验证在有限元模拟中的重要性，以及如何将模拟结果与实验数据进行对比分析。 第八章：塑性加工中的质量控制与无损检测 宏观质量控制： 关注产品尺寸精度、表面粗糙度、几何形状等宏观质量指标的控制。 微观质量控制： 深入探讨材料的组织均匀性、晶粒度、相分布、缺陷数量等微观质量指标的控制。 无损检测技术： 超声波检测（UT）： 介绍超声波在材料中的传播特性，以及利用其反射、透射信息检测内部缺陷的原理。 射线检测（RT）： 阐述X射线或γ射线穿透材料产生的衰减差异，用于检测内部气孔、夹杂等缺陷。 涡流检测（ET）： 介绍电磁感应原理，利用材料的导电性变化检测表面或近表面缺陷。 磁粉检测（MT）： 适用于铁磁性材料，通过磁化后观察表面或近表面裂纹引起的漏磁场。 渗透检测（PT）： 利用渗透剂渗入表面裂纹，再通过显像剂显现，检测表面开口性缺陷。 过程监控与反馈控制： 介绍如何通过在线传感器实时监测加工过程中的关键参数（如温度、应力、位移），并利用反馈控制系统及时调整工艺参数，确保产品质量。 第九章：金属塑性加工中的节能与绿色制造 节能技术： 探讨在塑性加工过程中降低能耗的各种措施，如优化工艺路线、提高设备效率、余热回收利用等。 润滑与冷却技术的优化： 分析高效、环保润滑剂的应用，以及减少冷却介质消耗或回收利用的方法。 废料回收与再利用： 强调金属边角料、切屑等的回收和再利用，实现资源的循环利用。 环境友好型工艺： 介绍和推广绿色、低污染的塑性加工技术，减少对环境的影响。 本书特色： 理论与实践相结合： 既有深入的理论讲解，又紧密结合实际的加工工艺，使读者能够融会贯通。 内容全面系统： 覆盖了金属塑性变形的基础理论、主要的加工方法、先进的数值模拟技术及质量控制体系。 图文并茂： 配备大量示意图、实物图和数据图表，便于读者理解和掌握。 强调工程应用： 注重理论知识在实际工程问题中的应用，为从事塑性加工相关工作的工程师、技术人员和研究人员提供有力的参考。 目标读者： 冶金、材料、机械工程等相关专业的本科生、研究生。 从事金属材料加工、模具设计、工艺开发、质量控制等工作的工程师和技术人员。 对金属材料塑性加工技术感兴趣的研究人员。 《金属材料塑性加工原理与实践》 将成为您深入理解金属材料塑性变形奥秘，掌握现代塑性加工技术，解决实际工程难题的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

读这本书，感觉就像在参加一场高精尖的学术研讨会，而我却是那个唯一穿着T恤牛仔裤的听众。书里那些关于“相变动力学”、“应变率敏感性”以及“热历史效应”的讨论，我只能囫囵吞枣地扫过，完全无法理解其深层含义。我试图去理解，为什么这种材料在高温下会发生如此剧烈的变化，以及这些变化是如何影响最终产品的性能的。但每当我试图追问“为什么”，答案总是在我面前变得更加模糊。书中大量的图表和数据，虽然展示了研究的严谨性，但对我来说，更多的是一种视觉上的冲击，而非知识上的启发。我期待的是一种能够将复杂概念转化为易于理解的语言的解读，或者至少是一些能够引导我逐步深入的示例。然而，这本书似乎更倾向于直接呈现研究成果，而忽略了对读者学习路径的引导。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，就被厚实的封面和沉甸甸的份量给镇住了。翻开目录，看到“成形工艺优化”、“模具设计与制造”、“质量控制与检测”等章节，心里就涌上一股莫名的冲动。我一直对汽车制造中的一些细节充满好奇，特别是那些能让车身更坚固、更轻巧的技术。超高强度硼钢板听起来就充满了科技感，想象着它如何在高温下被塑造成各种复杂的形状，然后成为汽车安全的关键一环，这本身就极具吸引力。我甚至想象着，如果能掌握这项技术，是不是就能参与到未来汽车的设计和生产中去？书里的图片和示意图虽然多，但我看来看去，总觉得这些画面是静态的，无法让我感受到那种火焰与金属碰撞的震撼，也无法想象材料在高温高压下的流动与变形。我对书中所描绘的那些工艺流程，诸如“模具预热”、“快速冷却”、“模具卸载”等等，始终只能在脑海中构建一个模糊的框架，无法将其与真实的生产场景联系起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我断断续续读了好几个月，才勉强啃下了前面几章。怎么说呢？如果有人问我，超高强度硼钢板热冲压到底是什么，我现在依然一脸茫然。书里充斥着各种我从未接触过的专业名词，什么“应变硬化”、“屈服强度”、“热处理工艺曲线”，看得我头晕目眩。我尝试着去理解那些复杂的公式和图表，但总觉得隔靴搔痒，抓不住核心。尤其是那些关于材料微观结构的分析，什么晶粒尺寸、相变过程，对我来说简直是天书。我曾试图在网上搜索相关解释，但发现这些解释要么过于浅显，要么比书里更难理解。这本书仿佛是一扇紧锁的大门，我手里握着一把锈迹斑斑的钥匙，却怎么也找不到合适的锁孔。我甚至开始怀疑，我是否真的有能力去理解如此深奥的专业知识。也许，这更适合那些有着扎实材料学和机械工程背景的专家们阅读，而我，一个对这个领域仅有浅薄兴趣的普通读者，似乎注定要在这片知识的海洋里迷失方向。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学和工业制造领域有着浓厚的兴趣，尤其是那些能够带来技术革新和产业升级的前沿技术。当我在书店看到这本《超高强度硼钢板热冲压成形技术》时，立刻被它所涵盖的领域所吸引。我了解到，硼钢板因其高强度和优异的碰撞安全性，在汽车工业中的应用越来越广泛，而热冲压成形正是实现其高性能的关键工艺。然而，书中对于具体的成形参数、模具设计细节以及工艺流程的阐述，让我感到有些摸不着头脑。例如，在提到“模具冷却水道设计”时，书中给出了几个公式和示意图，但我并不清楚这些参数是如何确定的，也无法理解其背后的物理原理。同样，在关于“表面质量控制”的部分，虽然提到了诸如“氧化”、“脱碳”等常见问题，但对于如何有效地预防和解决这些问题，我并没有获得足够清晰的指导。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的某些章节，尤其是在讨论材料性能和力学行为的部分，让我感到了一种前所未有的挑战。我尝试着去理解那些复杂的应力-应变曲线，以及它们如何随温度和时间的变化而变化。书中给出的各种试验数据和分析结果，虽然看起来严谨而专业，但对我而言，更像是一串串神秘的代码，我无法破译它们背后蕴含的真正意义。我试图从宏观的角度去理解，为什么这种材料会有如此高的强度，以及为什么需要采用如此复杂的成形工艺。然而，当深入到微观层面，涉及到晶体结构、原子排列以及各种物理化学反应时，我便彻底迷失了。我感觉到，这本书更像是一本科研论文集，充满了高度专业化的术语和理论，对于我这种希望从原理上了解一项技术，但又缺乏相关背景知识的读者来说，无疑是一道难以逾越的鸿沟。