7. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban Szakmai Szeminárium Kecskemét, 214. június (18)-19-2. Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai TISZA Miklós, KOVÁCS Péter Zoltán, GÁL Gaszton, KISS Antal, LUKÁCS Zsolt Miskolci Egyetem, Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet, Mechanikai Technológiai Intézeti Tanszék,
Bevezetés TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV projekt Járműipari anyagfejlesztések: célzott alapkutatás az alakíthatóság, a hőkezelés és a hegesztés témaköreiben Lágyacél HSLA acél AHSS acél U-AHSS acél HPF acél Referencia Becsült tömegcsökkenés Tömeg Lágyacél HSLA DP-6 TRIP-8 HPF Aluminium DP-8 acél Különféle nagyszilárdságú acélokból gyártott autó szerkezeti elemek Különböző anyagminőségek tömegcsökkentési potenciálja 214.6.19-2. 2/18
Vizsgálati anyagminőségek Acéllemezek DC 1 DC 4 DC 5 DD 14 Al és ötvözetei Al 15 Cu és ötvözetei SF-Cu Nagyszilárdságú acélok DP acélok DP 6 DP 8 DP 1 AHSS acélok TRIP acélok TWIP acélok Melegalakításra kifejlesztett acélok 22MnB5 214.6.19-2. 3/18
Lemezanyagok alakíthatósága A lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai alapvetően három csoportba sorolhatók: 1. egyszerű lemez szakítóvizsgálattal meghatározható jellemzők lemez alapanyagok alakíthatóságának megítélésére; Komplex származtatott eredmény a Lillet-féle diagram 2. a technológiai folyamatokat minél pontosabban modellező, ún. technológiai alakíthatósági vizsgálatok; Nyújthatósági technológiai vizsgálat az Erichsen mélyítő vizsgálat Mélyhúzhatósági technológiai vizsgálatok a csészehúzó vizsgálat 3. az alakítási határdiagramokra alapozott, általánosabb érvényű alakíthatósági vizsgálatok. 214.6.19-2. 4/18
Százalék arány Kémiai összetétel Anyagminőség C% Si% Mn% DP6,118,217,785 DP8,12,198 1,43 DP1,142,472 1,47 1,6 A karbontartalom a szilárdsági osztállyal arányosan nő 1,4 1,2 1 A többi fel nem tüntetett szennyező és ötvöző elem mennyisége elhanyagolható,8,6,4,2 C% Si% Mn% DP6 DP8 DP1 Főbb ötvözők 214.6.19-2. 5/18
Szakítóvizsgálatok eredményei Nagy szakító próbák, L = 8 mm adatai: Rp,2, Rm, A8, Z A kis szakító próbák, L = 5 mm-es szakítási adataiból: n-r Anyagjel t, mm HI R p,2, Mpa R m, MPa A 8, % Z, % n r DP 6 1 448,1 668,8 18,7 69,144,78 DP 6 1 45 45,6 678,7 19,7 7,5,138,733 DP 6 1 9 454,2 691,1 18,1 57,5,139,978 DP 8 1 598,9 873,1 13,7 53,7,13,694 DP 8 1 45 63,6 858,8 12,7 58,5,14,81 DP 8 1 9 593,4 871,6 11,5 51,7,99,719 DP 1 1 72,7 146,9 11,3 5,94,716 DP 1 1 45 73,7 15,1 11,3 52,8,95,773 DP 1 1 9 745,9 154,5 9,9 5,3,12,668 214.6.19-2. 6/18
Folyáshatár, szakítószilárdság [Mpa] Szilárdsági jellemzők 12 DP1 1 DP8 146,9 15,1 154,5 8 6 DP6 668,8 678,7 691,1 448,1 45,6 454,2 873,1 858,8 871,6 598,9 63,6 593,4 72,7 73,7 745,9 Rp,2, Mpa Rm, MPa 4 2 45 9 45 9 45 9 DP 6, DP 8, DP1 lemezminőség 214.6.19-2. 7/18
Egyenletes és szakadási nyúlás [%] Alakíthatósági jellemzők 8 DP6 7 6 5 69 7,5 57,5 53,7 DP8 58,5 51,7 5 DP1 52,8 5,3 4 3 A8, % Z, % 2 18,7 19,7 18,1 1 13,7 12,7 11,5 11,3 11,3 9,9 45 9 45 9 45 9 DP 6, DP 8, DP1 lemezminőség 214.6.19-2. 8/18
A 8, szakadási nyúlás [%] R m min [MPa] R m max [MPa] R p,2 min [MPa] R p,2 max [MPa] A szakítóvizsgálatok eredményeinek összevetése a beszállítói előírásokkal 8 6 4 2 12 1 8 6 4 2 25 DP6 DP8 DP1 Anyagminőségek DP6 DP8 DP1 Anyagminőségek R p,2 min SSAB Tata Steel Arcelor Mittal Thyssen R m min Alapanyaggyártói A 8 értékek SSAB Tata Steel Arcelor Mittal Thyssen 1 8 6 4 2 14 12 1 8 6 4 2 DP6 DP8 DP1 Anyagminőségek DP6 DP8 DP1 Anyagminőségek R p,2 max SSAB Tata Steel Arcelor Mittal Thyssen R m max SSAB Tata Steel Arcelor Mittal Thyssen 2 15 1 5 SSAB Tata Steel Arcelor Mittal DP6 DP8 DP1 Thyssen 214.6.19-2. 9/18
Lillet-féle diagram DP6 n-r DP8 n-r DP1 n-r,3,3,3,25,25,25,2,15,1,5 45 9,2,15,1,5 45 9,2,15,1,5 45 9,,5 1, 1,5 2, 2,5,,5 1, 1,5 2, 2,5,,5 1, 1,5 2, 2,5 214.6.19-2. 1/18
Az alakítási határdiagram (FLD) egyik irányban nyúlás, ε 1 > másik irányban zömülés, ε 2 < kéttengelyű nyújtás ε 1,ε 2 > szakadás határgörbéje d ε 1 > ε 2 =-.5ε 1 < c ε 1 ε 1 > ε 2 = b ε 1 > ε 2 > helyi kontrakció határgörbéje szakadás tartománya a ε 1 =ε 2 ε 1 >=-.5ε 2 > ε 2 < c alakíthatósági tartomány helyi kontrakció sávja ε 1 = ε 2 < f ráncosodás fizikailag lehetetlen zóna ε 2 214.6.19-2. 11/18
Az alakítási határdiagram (FLD) kísérleti meghatározása 214.6.19-2. 12/18
Különböző paraméterek hatása az FLC-re A próbatest alakjának hatása A hengerlési irány hatása Az öregedési hajlam hatása A súrlódás hatása A lemezvastagság hatása DC5 lemez alakítási határdiagramja, t = 1 mm Alumínium lemez alakítási határdiagramja, t =,27 mm 214.6.19-2. 13/18
Csillag próbatest kialakítás alakváltozási útvonalak többszörös meghatározására Anyagminőség: DC5, lemezvastagság: 1 mm, rádiusz: 5 mm, hídszélesség: ~1 mm HI HI HI 2. 2. 1. 1. 1. Anyagminőség: DC5, HI: Hengerlési irány, r =1.625, r 45 =1.35, r 9 =2.5 HI 2. HI 2. 5. HI 3. 1. 1. 3. 4. 3. 4. 214.6.19-2. 14/18
Meghatározott alakítási határdiagramok ε 1,9,8,7,6,5,4,3,2 mérési pontok FLC DP6 (1mm),1 mérési pontok FLC DP8 (1mm) mérési pontok FLC DP1 (1mm) mérési pontok FLC DP1 bevonatos -,3 -,2 -,1,1,2,3,4,5 ε 2 ε 1,9,8,7,6,5,4,3,2,1 mérési pontok mérési pontok FLC DC1 (1mm) FLC DC5 (1mm) mérési pontok mérési pontok FLC DC4 (1mm) FLC DD14 (1.8mm) mérési pontok FLC AlMg3 (6mm) -,5 -,4 -,3 -,2 -,1,1,2,3,4 ε,5 2 214.6.19-2. 15/18
Eredmények felhasználása Klincs kötés Hidroform alakítás Inkrementális alakítás 214.6.19-2. 16/18
A klasszikus 22MnB5 (EN-183-3) HPF-acél jellemző összetétele és ideális hűlési görbéje Hőmérséklet ( o C) Hőmérséklet ( o C) Martensit start hőmérséklet Hűtési idő (s) Hűtési idő (s) 214.6.19-2. 17/18
Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Köszönetnyilvánítás Az előadásban ismertetett kutatómunka a TÁMOP-4.2.1.B-1/2/KONV-21-1 projekt eredményeire alapozva a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-212-29 jelű projekt részeként az Új Széchenyi Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. 214.6.19-2. 18/18