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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 研究现状3

1.2.1 力学性能梯度零件的研究现状3

1.2.2 工艺参数、成形性能、微观组织及力学性能间的关系5

1.2.3 热冲压模具及典型热冲压零件（B柱）的设计6

1.3 研究意义8

第2章 硼钢板力学行为的影响因素及其分析9

2.1 宏观层面的力学性能影响因素分析9

2.1.1 化学元素对力学性能的影响9

2.1.2 工艺参数对力学性能的影响13

2.2 微观层面的力学性能影响因素分析15

2.3 宏观及微观层面力学性能影响因素的重要性分析17

2.4 本章小结19

第3章 硼钢板热冲压成形中的相变过程及组织演变机理20

3.1 硼钢板热膨胀及高温单拉试验20

3.1.1 硼钢板热膨胀试验20

3.1.2 硼钢板高温单拉试验22

3.2 冷却路径对硼钢板相变的影响研究24

3.2.1 获得相变开始及结束温度的切线法的提出24

3.2.2 冷却速率对硼钢板相变的影响26

3.2.3 保温温度对硼钢板相变的影响28

3.3 硼钢板非扩散相变机理研究39

3.3.1 马氏体相变动力学理论39

3.3.2 变形对硼钢板马氏体相变开始温度的影响40

3.3.3 基于高温变形参数的硼钢板马氏体相变动力学方程45

3.4 硼钢板扩散相变机理研究47

3.4.1 等温及变温相变动力学理论47

3.4.2 硼钢板相变速度系数与温度的关系函数48

3.4.3 工艺参数对硼钢板铁素体及贝氏体相变开始温度的影响52

3.5 本章小结55

第4章 基于硼钢板高温成形性能的微观组织约束研究57

4.1 硼钢板高温胀形及拉伸试验57

4.1.1 硼钢板高温胀形试验57

4.1.2 硼钢板高温拉伸试验60

4.2 晶体结构（相组成）对硼钢板高温成形性能的影响62

4.2.1 晶体结构对硼钢板高温成形极限的影响机理62

4.2.2 相组成对硼钢板高温成形性能的影响67

4.3 晶粒尺寸对硼钢板高温成形性能的影响69

4.3.1 硼钢板不同晶粒尺寸的获得69

4.3.2 基于晶粒尺寸的硼钢板表面粗糙度演化模型70

4.3.3 晶粒尺寸对硼钢板高温变形载荷的影响73

4.3.4 晶粒尺寸对硼钢板起皱的影响75

4.4 基于硼钢板高温成形性能的相组成及晶粒尺寸的约束条件75

4.5 本章小结76

第5章 微观组织对硼钢板力学行为的影响研究78

5.1 基于相组成的硼钢板力学性能研究78

5.1.1 硼钢板不同相比例的获得和测定78

5.1.2 基于相比例的硼钢板本构模型82

5.2 晶粒尺寸对硼钢板强韧性的影响机理86

5.2.1 加热温度及保温时间对硼钢板奥氏体晶粒尺寸的影响86

5.2.2 马氏体晶粒尺寸对硼钢板强度及延伸率的影响机理91

5.3 本章小结93

第6章 力学性能梯度B柱的设计方法及模具对硼钢板温度历程的影响研究95

6.1 基于微观组织的力学性能梯度B柱设计方法96

6.1.1 B柱碰撞仿真模型及其验证96

6.1.2 力学性能梯度B柱的结构参数98

6.1.3 微观组织对力学性能梯度B柱动力学参数的影响100

6.1.4 基于相比例的动力学参数经验公式103

6.1.5 力学性能梯度B柱的设计方法104

6.2 基于力学性能梯度B柱设计方法的热冲压工艺参数获得105

6.3 基于力学性能梯度的热冲压成形对硼钢板温度分布及降温速率的影响107

6.3.1 基于力学性能梯度的U形件热冲压模具结构107

6.3.2 硼钢板的热物性参数108

6.3.3 模具温度对硼钢板冷却速率的影响111

6.3.4 不同温度模块间的安装间隙对硼钢板温度分布的影响112

6.3.5 基于力学性能梯度的热冲压模具初步设计要求113

6.4 本章小结114

第7章 结论和展望115

7.1 结论115

7.2 展望117

参考文献119

后记134