DP590高強鋼/碳纖維復合層板制備及拉伸性能研究

作者：胡海朝,徐士新,武晉,鄧素懷,王占輝,畢彥

摘要：采用模壓成型工藝,以DP590鋼板與碳纖維預浸料成功制備高強鋼/碳纖維層板,針對其微觀結構和拉伸性能進行了測試,研究了鋼板表面粗糙度對層板拉伸強度的影響,并結合DP590高強鋼拉伸性能特點與MVF理論提出了層合板拉伸強度預測公式。研究結果表明:所制備的層合板0°碳纖維層、90°碳纖維層、樹脂基體、金屬基體結合致密。金屬基體與碳纖維層之間由樹脂填充,起到了良好的粘結作用,微觀結構基本無成型不良缺陷,所制備層合板的密度相比DP590高強鋼降低達24%,具備明顯的減重效果。說明模壓成型工藝適用于高強鋼/碳纖維復合層板的制備,該類材料具備較大的輕量化潛力。采用噴丸處理提高鋼板表面粗糙度可以一定程度提升層合板強度,最大增幅達68 MPa,但鋼板粗糙度與層合板平均拉伸強度呈明顯的非線性關系。以MVF理論為基礎,分別以高強鋼抗拉強度、屈服強度、復合層板斷裂時高強鋼應力值對復合層板強度進行預測,結果發現最高預測誤差分別為38.5%、12.8%、8.1%,說明采用塑性較高的金屬制備金屬/纖維復合層板類結構時,應用MVF理論進行預測應充分考慮金屬塑性較高對預測誤差的影響。采用復合層板斷裂時對應的高強鋼應力值代入MVF理論公式可獲得更好的拉伸強度預測精度。

發文機構：天津中德應用技術大學機械工程學院 首鋼集團有限公司技術研究院

關鍵詞：模壓成型高強鋼復合層板拉伸強度預測compression moldinghigh strength steelcomposite laminatestensile strengthprediction

分類號： TB332[一般工業技術—材料科學與工程]