Transcript Autóipari lemezanyagok vizsgálata - AVI

Autóipari lemezanyagok
vizsgálata
A bemutatót készítette és előadja:
Juhász Krisztina
AGY, Cegléd
2012. június 6-7-8.
Bevezetés
A TÁMOP 4.2.1./B-09/1/KONV-2010-0003
sz.
pályázat
keretében
autóipari
beszállítóktól kapott több, mint 30 féle
különböző minőségű, vastagságú és
kohászati adagszámú lemezeken végeztünk
vizsgálatokat.
 Jellemzően az anyagok duál-fázisú, illetve
mélyhúzható lemezek voltak.

2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
2
Vizsgálataink
Kémiai összetétel vizsgálata
 Erichsen féle mélyíthetőségi próba
 Szilárdsági, alakíthatósági jellemzők
meghatározása

2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
3
Kémiai összetétel vizsgálat



A kémiai összetételt a lemezeken FOUNDRY MASTER
PRO spektrométerrel vizsgáltuk.
A mintákban a széntartalom általában 0,1% alatti,
kivétel két minta, amelyekben ezt az értéket 3-4
századdal meghaladja.
A mangán egy fontos ötvözője a duálfázisú acéloknak,
elsősorban a szakítószilárdságot növeli. Értéke öt
mintában is meghaladja a 2%-ot, ami több mint a
Voestalpine Stahl GmbH gyártó előírása egy DP 600
minőségű acélra, amely a mangántartalomra max.
1,4%-ot enged meg.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
4
 Egyes
minták nagyobb
nitrogéntartalommal rendelkeznek,
melynek egy része nincs lekötve
nitridképző elemekkel (pl.: Al), így
előidézhetik az öregedést, korlátozva a
lemezek időbeli felhasználhatóságát.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
5
Erichsen vizsgálat
A vizsgálatok során meghatároztuk a
lemezek Erichsen-féle mélyítési számát
(IE), amelyet 5 mérés átlagaként
határoztunk meg. Ezen számértékek a
lemezek
alakíthatóságáról
adnak
felvilágosítást.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
6
Erichsen 142/40 típusú
anyagvizsgáló gép és a mérés
nyomonkövetése
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
7
Előírt mélyítési számok
Lemez Az
egyes
vastagság
lemezfajták és
[mm]
lemezvastagságok függvényében
1,2
előírt
1,4
alakíthatósági
számok:
1,6
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
Sajtol- Mélyhúzható
ható
[mm]
[mm]
10,3
10,7
10,8
11,1
11,2
11,5
8
 De
az eredmények csak viszonyítási
alapot adtak a lemezek felhasználására,
hiszen a gyártó cégek az alakíthatóságot
csak 3 vagy esetleg 6 hónapra
szavatolják!
 A méréseket
az első repedés
megjelenéséig végeztük.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
9
A duál-fázisú acélok esetén (DP 780) a
repedés számottevő kontrakció nélkül a
mélyítés tetején egyenes, vagy elágazó
formában jelent meg.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
10
A mélyhúzható acélok esetén
(DX53DZF100) a repedés jelentős
kontrakció után körkörösen jelent
meg.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
11
A lemezvastagság változása
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
12
Mérési eredmények
 A vizsgálatok
során elemeztük a
lemezek vastagsága és az
alakíthatósága közti összefüggést.

2012.06.08.
1,2 mm, 1,4 mm és 1,6 mm vastag
lemezeket párhuzamba állítva az
alábbiakat tapasztaltuk:
AGY 6. Cegléd 2012.
13
1,2 mm vastagságú lemezek
Anyagminőségek
- Sajtolásra előírt
érték
Lemezvastagság 1,2mm
1 – DP 450
12
11,5
2 – DP 600
IE értékek
11
10,5
3 – DP 600
10
9,5
S3
9
1
2
3
4 – DX53D ZF100
S1
4
5
6
Anyagminőségek
5 – FEPO 4
6 – H340LAD ZF100
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
14
1,4 mm vastagságú lemezek
Anyagminőségek
- Sajtolásra előírt érték
Lemezvastagság 1,4mm
1 – DC 04
12,5
2 – DP 450
IE értékei
12
3 – DP 600 ZF100
11,5
11
4 – DP 780
10,5
5 – DP 780
10
1
2
3
4
5
S1
6
7
Anyagminőségek
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
6 – DX53D ZF100
7 – H340 LAD ZF100
15
1,6 mm vastagságú lemezek
Anyagminőségek
- Sajtolásra előírt
érték
Lemezvastagság 1,6mm
1 – DC 04
12,5
IE értékek
12
2 – DP 440
11,5
11
3 – DP 600
10,5
4 – DP 600 ZF100
10
1
2
3
4
S1
5
6
Anyagminőségek
5 – DP 780
6 – DP 780 HHE
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
16
Szilárdsági, képlékenységi vizsgálatok
Az
eredményeinket
alapvetően
szakítóvizsgálatból
származtattuk.
A
szakítóvizsgálatokat INSTRON 4482 típusú
univerzális anyagvizsgáló berendezésen
végeztük, a kétirányú alakváltozásokat videó
extenzométerrel mértük.
 Az
így
felvett
szakítódiagramból
megszerkesztettük a mérnöki feszültség –
fajlagos nyúlás ( - ) diagramokat.

2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
17
A videó extenzométerrel a lemez hossz és
keresztirányban mért méretváltozásaikból a térfogat
állandóság alapján meghatároztuk a lemezek
vastagságirányú méretváltozásait. A három irányban
kapott
méretváltozásokból
kaptuk
meg
az
összehasonlító alakváltozást (ö).
 Az egyenletes nyúlás szakaszában ható valódi
feszültség értékét vettük az alakítási szilárdságnak
(kf).
 Ezek
segítségével elkészítettük az alakítási
szilárdság – összehasonlító alakváltozás diagramot,
a folyásgörbét. A mérési pontokra Nádai féle
hatványfüggvényt illesztettük, melynek kiváló
illeszkedését az R2=0,986-nál jobb regressziós
együtthatók bizonyítják.

2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
18
A hengerlés különböző irányaiban számított normál
irányú anizotrópiákból meghatároztuk az átlagos
normál irányú anizotrópia értékét, amely a
lemezanyag
alakíthatóságának
megítélése
szempontjából fontos.
 A
lemezanyagok
fontos
jellemzője
a
felkeményedés,
amelyet
a
folyásgörbe
meredeksége mutat meg. Az un. keményedési
kitevő a Nádai féle folyásgörbe függvény
hatványkitevője (n). A fenti értékeket felhasználtuk
a lemezek alakíthatóságának megítélésére,
melyhez segítséget nyújt a Lillet által alkotott
diagram [3], amely az átlagos normális irányú
anizotrópia és a keményedési kitevők együttes
figyelembevételével határozza meg az adott lemez
alakíthatóságát.

2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
19
P11 jelű minta (DX53DZF100, Lv=1,0mm) X jelű
Az alakíthatósági mérőszámai alapján a bonyolultabb
alakok mélyhúzására is alkalmas acélok csoportjába
esik. Mélyítési száma meghaladta a sajtolásra, illetve a
mélyhúzhatóságra előírt értékeket.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
20
T9 jelű minta (DP 780, Lv=1,4mm) + jelű
A mélyítési szám nem érte el a sajtolhatóságra előírt
értékeket sem. Ez a minta az alakíthatóságra jellemző
Lillet diagramban a kevésbé mélyhúzható tartományba
esik.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
21
Összefoglalás
Szavatossági időn
túl felhasznált
lemez→→→→→
Megjegyzés: a
lemez
nitrogéntartalma
0,0236% volt.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
22
Összefoglalás



Az elvégzett vizsgálataink alapján megállapíthatjuk
hogy az Erichsen féle mélyítési számok összhangba
hozhatók a Lillet diagram osztályba sorolásaival.
Méréseink alapján a autóiparban felhasznált vizsgált
lemezek 70 – 80%-ban teljesítik a sajtolásra vagy
mélyhúzásra előírt mélyítési számot, 20 – 30%-ban
legtöbbször a szavatossági időn túli felhasználásból
adódóan csökkenhetett az alakíthatóság.
Az autóipari beszállítóknak nagyobb figyelmet kell
fordítani a megrendelt lemezek szavatossági időn
belüli felhasználására.
2012.06.08.
AGY 6. Cegléd 2012.
23
Köszönöm a figyelmüket!
Juhász Krisztina
[email protected]
6000, Kecskemét Izsáki út 10.
+ 36 76 516 372