Kehittyneiden lujien terästen muovattavuus ja mikrorakenne

Olli Oja, Pasi Peura

Research output: Contribution to journalArticleProfessional

Abstract

Kehittyneiden lujien ja muovattavien terästen tuotekehitystä on viime vuosikymmenet ajanut eteenpäin autoteollisuuden tarve keventää ajoneuvojen painoa ja siten parantaa energiatehokkuutta. Koska kolariturvallisuus ei kuitenkaan saa samalla vähentyä, on tärkeää optimoida teräksen lujuustaso ja mikrorakenne muovattavuuden ja rakenteellisen kestävyyden kannalta. Muovattavuus voidaan optimoida tavoitetasolle lämpökäsittelyä ja kemiallista koostumusta säätämällä. Optimoiminen on mahdollista niin sanotun Global/Local –muovattavuuden periaatteita käyttämällä. Mittaamalla vetokoenäytteiden murtopinnan pinta-ala, terästen muovattavuuden arviointi laboratoriomittakaavassa mahdollistuu.
Tässä artikkelissa esitetään muovattavuustulokset väitöstyöstä, joka keskittyi tutkimaan lämpökäsittelyn vaikutuksia pii-, alumiiniseostettujen ja niobium- sekä vanadiinimikroseostettujen lujien kylmämuovattavien hiiliterästen ominaisuuksia. Tulokset osoittivat, että kaksifaasialueella tehdyn hehkutuksen yhdistäminen austemperointiin tai Quenching & Partitioning –käsittelyyn tuottivat terästen mikrorakenteeseen vaihtelevia määriä jäännösausteniittia sekä muita faaseja erilaisina morfologioina. Riippuen lämpökäsittelystä ja koostumuksesta, terästen muodonmuutoskyvyn havaittiin vastaavan joko paikallista tai laajaa muovattavuustyyppiä. Tulosten perusteella voitiin havainnollisesti osoittaa lämpökäsittelyn ja mikrorakenteen morfologian vaikutus muovattavuuteen. Huomion arvoista oli etenkin se, että Quenching & Partitioning –käsittely johti mikrorakenteeseen, jonka muovattavuus oli paikallisesti hyvä (Local) eli esimerkiksi leikatun reunan kestävyys ja reiänlaajennuskyky paranevat. Austemperointi puolestaan johti enimmäkseen mikrorakenteisiin, jotka olivat laajaa muovattavuustyyppiä (Global) eli niillä oli kyky vastustaa kuroutumista ja hyvä venytysmuovattavuus.
Johtopäätöksenä todettiin, että lämpökäsittelyä ja koostumusta optimoimalla on mahdollista aikaansaada myös tasapainotetut paikallisen ja laajan muovattavuustyypin yhdistelmä, jotka johtivat sekä korkeaan tasavenymään että korkeaan paikalliseen murtovenymään. Juuri näillä tasapainotetuilla muovattavuus- ja lujuusominaisuuksilla terästeollisuus pystyy vastaamaan tulevaisuuden ajoneuvoterästen tiukkeneviin ominaisuus- ja muovattavuusvaatimuksiin.
Original languageFinnish
Pages (from-to)9-14
Number of pages6
JournalOhutlevy-lehti
Issue number1
Publication statusPublished - Sep 2022
Publication typeD1 Article in a trade journal

Keywords

  • Formability
  • AHSS
  • Global formability
  • Local formability

Cite this