近年來(lái)，隨著汽車行業(yè)逐漸向著輕量化發(fā)展，DP600雙相鋼作為成熟的先進(jìn)高強(qiáng)鋼，其組織由軟相鐵素體和硬相馬氏體組成，該鋼具有優(yōu)良的加工性能、冷成型性能和加工硬化性能等。因此，雙相鋼在汽車工業(yè)內(nèi)應(yīng)用十分廣泛[1]。

為保證雙相鋼的使用質(zhì)量，在加工成形前，除對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的化學(xué)成分分析和力學(xué)性能測(cè)試外，通常還會(huì)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)孔試驗(yàn)。擴(kuò)孔試驗(yàn)主要用于測(cè)試汽車板的翻邊性能，執(zhí)行試驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 24524—2021 《金屬材料 薄板和薄帶 擴(kuò)孔試驗(yàn)方法》，該方法對(duì)擴(kuò)孔試驗(yàn)條件、試驗(yàn)程序、結(jié)果判定進(jìn)行了規(guī)定，并給出了壓邊力不小于50 kN的示例，提出了凸模推進(jìn)速率宜不大于1 mm/s，試驗(yàn)后最大裂紋開(kāi)口寬度宜不超過(guò)0.1 mm的要求。試驗(yàn)條件控制不當(dāng)，會(huì)造成擴(kuò)孔試驗(yàn)結(jié)果的離散程度較大，對(duì)材料的真實(shí)性能判定造成一定的困擾。為此，筆者分析了凸模推進(jìn)速率和試驗(yàn)后貫穿裂紋開(kāi)口寬度兩個(gè)因素對(duì)雙向鋼DP600擴(kuò)孔試驗(yàn)結(jié)果的影響，研究結(jié)果可為提高擴(kuò)孔試驗(yàn)的準(zhǔn)確性提供理論基礎(chǔ)。

1. 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)材料為汽車用雙相鋼DP600。將試驗(yàn)材料剪切加工成尺寸為150 mm×150 mm（長(zhǎng)度×寬度）的試樣，并用直徑為10 mm的凸模在試樣中心位置沖制圓孔[2]，試樣1的厚度為2.52 mm，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24524—2021，在其他試驗(yàn)條件固定的前提下，通過(guò)改變擴(kuò)孔凸模推進(jìn)速率，獲得相應(yīng)的擴(kuò)孔試驗(yàn)結(jié)果。試樣2~12的厚度為1.46~7.00 mm，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24524—2021，固定凸模推進(jìn)速率和壓邊力參數(shù)，對(duì)不同厚度的試樣開(kāi)展擴(kuò)孔試驗(yàn)，測(cè)量每個(gè)試樣貫穿裂紋開(kāi)口寬度對(duì)應(yīng)的極限擴(kuò)孔率。同一試驗(yàn)條件下開(kāi)展3次重復(fù)試驗(yàn)。

2. 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 凸模推進(jìn)速率對(duì)極限擴(kuò)孔率的影響

凸模推進(jìn)速率是擴(kuò)孔圓錐形頂頭向上對(duì)試樣沖制圓孔進(jìn)而進(jìn)行擴(kuò)孔的實(shí)際速率。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24524—2021規(guī)定凸模推進(jìn)速率宜不大于1 mm/s。分別設(shè)定凸模推進(jìn)速率為0.1，0.3，0.7，1.0 mm/s，固定壓邊力為150 kN,試樣1在不同凸模推進(jìn)速率下的極限擴(kuò)孔率測(cè)試結(jié)果如表1所示。

由表1可知：當(dāng)凸模推進(jìn)速率為1.0 mm/s時(shí)，試樣1的極限擴(kuò)孔率平均值為49.5%，極差達(dá)到16.5%；當(dāng)凸模推進(jìn)速率為0.7 mm/s時(shí)，試樣1的極限擴(kuò)孔率平均值為45.0%，極差為5.5%；當(dāng)凸模推進(jìn)速率為0.1，0.3 mm/s時(shí)，試樣1的極限擴(kuò)孔率變化較小，且試樣1的極限擴(kuò)孔率極差較??；隨著凸模推進(jìn)速率的減小，試樣1的極限擴(kuò)孔率平均值和極差均減小[3]。

2.2 裂紋開(kāi)口寬度對(duì)極限擴(kuò)孔率的影響

將凸模推進(jìn)速率設(shè)定為0.3 mm/s、壓邊力設(shè)定為150 kN，對(duì)試樣2~12進(jìn)行擴(kuò)孔試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。由表2可知：對(duì)于同一組試樣，貫穿裂紋開(kāi)口寬度越大，試樣的極限擴(kuò)孔率越大，且極限擴(kuò)孔率與貫穿裂紋開(kāi)口寬度、試樣厚度存在相關(guān)性。