Autó karosszéria lemezek anyagai és minősítése. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban

Átírás

1 Autó karosszéria lemezek anyagai és minősítése Anyagvizsgálat a Gyakorlatban június 1-2.

2 Tartalomjegyzék Új irányzatok a tervezés fejlődésében, ezen belül a karosszéria tervezésben és gyártásban Új anyagok növelt szilárdságú lemezek Vizsgálati technikák Anyagvizsgálati példák Lemez anyagok és minősítésük 2

3 A digitális technológiák globális fejlődése Fejlődési trendek Komplex szakértői rendszerek 2D-CAD Papír Termék szimuláció 3D-CAD Szekvenciális fejlesztés Gyárthatóság elemzés Gyártás szimuláció Folyamat fejlesztés Tervezés Gyártás Vizsgálat Idő, év Lemez anyagok és minősítésük 3

4 Változások a karosszéria tervezésben és gyártásban Új igények: Növekvő biztonság és komfort Csökkenő üzemanyag fogyasztás és káros anyag kibocsátás Kedvező ár Új anyagok: Növelt szilárdság (HSS AHSS) Korrózióálló bevonatok Új technológiai igények: Növelt szilárdságú anyagok alakítási problémái Az elemek kötésének problémái Lemez anyagok és minősítésük 4

5 Autó karosszéria elemzése Funkciók: Biztonság: szilárdság, merevség energia elnyelő képesség Tartósság: kifáradás, korrózió elleni védelem Eladhatóság: esztétikai megjelenés, komfort, ár Anyag tulajdonságok Anyag Alak Funkció Megmunkálhatóság Alak korlátok Gyártás Lemez anyagok és minősítésük 5

6 A tervezéshez szükséges információk Alak: Méretezési összefüggések (VEM technika) Esztétikai megjelenés gazdaságos gyárthatóság Anyag: Anyag minőségek választéka Méretezéshez szükséges anyagjellemzők Gyártás: Technológia tervezési összefüggések, szerszám alak Lemez megmunkálhatósági jellemzők Lemez anyagok és minősítésük 6

7 Acél karosszéria építéshez használt lemez minőségek 74% DP 10% BH 4% Mart 2% TRIP 4% HS-IF 1% HSLA 1% CP 4% egyéb Forrás: autofieldguide.com Forrás: American Iron and Steel Institute Lemez anyagok és minősítésük 7

8 A lemezek szilárdsági és alakíthatósági tulajdonságai Forrás: AHSS Guidlines V23 Lemez anyagok és minősítésük 8

9 A tulajdonságok összefoglaló áttekintése Alkatrész szilárdsági jellemzők Alakíthatósági szempontok Szerelhetőség Lemez anyagok és minősítésük 9

10 Az igények változásának hatása az anyagvizsgálati feladatokra A hagyományos vizsgálati technikák pontosítása és az eredmények sokoldalú elemzése A vizsgálati igényekhez illeszkedő, modern berendezések Új vizsgálati módszerek, szabványok megjelenése A megmunkálhatósági vizsgálatok (technológiai próbák) szerepének felértékelődése és bővülése Tudásbázisok kiépítése és használata Lemez anyagok és minősítésük 10

11 Az anyagvizsgálati eljárások fejlődése Teljes körű számítógépes irányítás és értékelés Digitális mérés, a pontosság és felbontó képesség növekedése Az adat rögzítési sebesség növekedése, a dinamikus mérések lehetőségeinek bővülése Az optikai elvű mérések előtérbe kerülése (optikai vagy lézer extenzométer, komplex alak jellemzés, alakváltozások mérése, keménységmérés, ) Adat kezelés, archiválás, statisztikus feldolgozás számítógéppel segített megoldása Lemez anyagok és minősítésük 11

12 A vizsgálatokban érdekelt csoportok Lemez gyártók Teljes körű anyagtulajdonság és megmunkálhatóság vizsgálatok Karosszéria tervezők Speciális anyag- és megmunkálhatósági vizsgálatok Karosszéria gyártók A minőség időszakos ellenőrzése mindkét területen Alkatrész beszállítók Tájékozottság a megmunkálhatósági tulajdonságokról Célirányos technológiai próbák elvégzése Kutatás Új összefüggések, tudományos eredmények eléréséhez szükséges vizsgálatok (hagyományos eljárások és finomszerkezet vizsgálat) Lemez anyagok és minősítésük 12

13 Anyagtulajdonság vizsgálatok Szakítóvizsgálat Szilárdsági és alakíthatósági jellemzők Folyási görbe paraméterek (k f = c ε n ) Képlékenységi anizotrópia (r, r átl, r) Fémtani vizsgálatok Kémiai összetétel Szövetszerkezet Bevonat jellege, vastagsága Alakítási határgörbe Energia elnyelő képesség Lemez anyagok és minősítésük 13

14 Megmunkálhatósági vizsgálatok Csészehúzó, Erichsen, egyéb mélyítő vizsgálatok Lyuk tágító, peremező vizsgálatok (szegecseléshez) Surlódási tényező, húzóborda reakcióerők Lokális alakváltozás mérése alakított alkatrészeken Visszarugózás, alakított termék alakváltozásai Horpadás vizsgálat Hegeszthetőség különféle technológiák és anyagok esetében Lemez anyagok és minősítésük 14

15 Példa: martenzites acélok szakítóvizsgálata Kis maradó alakváltozás R p0,2 határ pontos észlelése Igény szerint keresztirányú nyúlás mérés Keményedési kitevő értékelése Alakváltozási határgörbe felvétel Forrás: Mittal Steel Lemez anyagok és minősítésük 15

16 Példa: a keményedési kitevő A keményedési kitevő az alakváltozás függvényében változik Eltérő definíciók: ε = 5% 15% között ε =10% ε e %között egyéb Melyik szoftver hogy értelmezi? Több információt nyújt a teljes függvény ismerete Forrás: AHSS Guidlines V23 Lemez anyagok és minősítésük 16

17 Példa: TRIP acélok mikroszerkezete A szövetszerkezet maradék ausztenitet tartalmaz, amely az alakítás hatására átalakul martenzitté Következmény: a tulajdonságok alakítás során változnak Más alakváltozás történet más szerkezetet eredményez Emiatt a vizsgálatok eredményei korlátozottan általánosíthatók Forrás: Mittal Steel Lemez anyagok és minősítésük 17

18 Példa: az elnyelt energia vizsgálata A nagy keményedési kitevő és a nagy nyúlás miatt a DP és TRIP acélok energiaelnyelő képessége magasabb, mint a hagyományos nagyszilárdságú acéloké A 10% körüli alakítás által okozott szilárdság növekedés az ütközéskor elszenvedett deformáció során tovább fokozódik, ezért nagyobb energiát tud elnyelni a TRIP lemez Forrás: AHSS Guidlines V23 Lemez anyagok és minősítésük 18

19 Példa: Digitális optikai mérések Lemez anyagok és minősítésük 19

20 Összefoglalás A karosszéria gyártásban alkalmazott anyagok új anyagvizsgálati technikákat igényelnek A megmunkálhatósági jellemzők mérése egyenértékűvé vált az anyagtulajdonságok mérésével Ezeket az igényeket korszerű méréstechnikával és magas szintű szakmai ismeretekkel lehet kielégíteni KÖSZÖNJÜK SZÍVES FIGYELMÜKET! Lemez anyagok és minősítésük 20