常温下,超高强度硼钢板22MnB5的基本物理性能见表3-1。
表 3-1 22MnB5 的基本物理性能
超高强度硼钢板在高温状态下,其物理性能与常温时存在差异。在热成形过程中,物理性能如弹性模量、泊松比、导热系数、比热容、热膨胀系数等随温度的变化将影响零件的成形性能及其成形精度。本节对硼钢板22MnB5在不同温度下的物理性能进行了测试,表征相关性能随温度的变化规律。
1)弹性模量。温度对弹性模量的影响如图3-1所示。随着温度的升高,弹性模量有降低的趋势。
图3-1 温度对弹性模量的影响
2)泊松比。温度对泊松比的影响如图3-2所示。随着温度的升高,泊松比有升高的趋势。
图3-2 温度对泊松比的影响
3)导热系数。温度对导热系数的影响如图3-3所示。随着温度的升高,导热系数首先降低,当温度超过673K后,随着温度的升高,导热系数有升高的趋势。
图3-3 温度对导热系数的影响
4)比热容。温度对比热容的影响如图3-4所示。随着温度的升高,比热容有升高的趋势。
5)热膨胀系数。鉴于材料的热胀冷缩主要影响成形后零件的尺寸精度及零件组织变化,而硼钢板常规冷却速度控制在30K/s以上 [17] ,本章对22MnB5在30K/s的冷却速度下的热膨胀系数进行了测试,如图3-5所示。在673K左右时,材料具有最小的热膨胀系数。
图3-4 温度对比热容的影响
图3-5 降温条件下的热膨胀系数(30K/s)