AHSS de astăzi pentru Automobile
oțelurile avansate de înaltă rezistență (AHSS) sunt materiale complexe, sofisticate, cu compoziții chimice atent selectate și microstructuri multifazice rezultate din procese de încălzire și răcire controlate cu precizie. Diferite mecanisme de întărire sunt folosite pentru a obține o serie de proprietăți de rezistență, ductilitate, duritate și oboseală. Aceste oțeluri nu sunt oțelurile ușoare de ieri; mai degrabă sunt unice ușoare și proiectate pentru a face față provocărilor vehiculelor de astăzi pentru reglementări stricte de siguranță, reducerea emisiilor, performanțe solide, la costuri accesibile.
familia AHSS include faza duală (DP), Faza complexă (CP), feritic-Bainitic (FB), Martensitic (MS sau MART), plasticitate indusă de transformare (TRIP), format la cald (HF) și plasticitate indusă de înfrățire (TWIP). Aceste clase AHSS de generația 1 și 2 sunt calificate în mod unic pentru a satisface cerințele de performanță funcțională ale anumitor piese. De exemplu, oțelurile DP și TRIP sunt excelente în zonele de avarie ale mașinii pentru absorbția lor ridicată de energie. Pentru elementele structurale ale habitaclului, oțelurile cu rezistență extrem de ridicată, cum ar fi oțelurile întărite prin presare pe bază de Martensit și bor (PHS) au ca rezultat îmbunătățirea performanțelor de siguranță. Recent, a existat o creștere a finanțării și a cercetării pentru dezvoltarea „generației a 3-a” a AHSS. Acestea sunt oțeluri cu combinații de rezistență-ductilitate îmbunătățite în comparație cu clasele actuale, cu potențial pentru capacități de îmbinare mai eficiente, la costuri mai mici. Aceste clase vor reflecta aliajele și microstructurile unice pentru a obține proprietățile dorite. Gama largă de proprietăți este cel mai bine ilustrată de faimoasa diagramă de formabilitate globală, surprinsă în figura 2-1 următoare.
oțelurile cu niveluri de rezistență la curgere mai mari de 550 MPa sunt denumite în general AHSS. Aceste oțeluri sunt, de asemenea, uneori numite „oțeluri ultrahigh-rezistente” pentru rezistențe la tracțiune care depășesc 780 mpa. AHSS cu o rezistență la tracțiune de cel puțin 1000 mpa este adesea numit „oțel GigaPascal” (1000 mpa = 1gpa). Vă rugăm să rețineți o altă categorie de oțeluri, reprezentată în figura 2-1 în continuare ca oțel inoxidabil Austenitic. Aceste materiale au o rezistență excelentă combinată cu o ductilitate excelentă și, astfel, îndeplinesc multe cerințe funcționale ale vehiculului.
a treia generație AHSS (a 3-a generație) încearcă să ofere capabilități comparabile sau îmbunătățite la un cost semnificativ mai mic. Cu toate acestea, deoarece sunt atât de noi, nu există încă o definiție clară a ceea ce cuprind. Obiectivele principale în dezvoltarea oțelurilor 3rd Gen sunt:
- folosiți oțeluri cu conținut de aliere mai mic pentru a reduce costurile.
- niveluri minime de rezistență și ductilitate țintă la 1200 MPa și 30% alungire.
chiar acum, nu există nici o formulă pură, deoarece există mai multe căi de prelucrare diferite disponibile pentru producătorii de oțel pentru a atinge clasele 3rd Gen și proprietăți. De asemenea, oțelurile Nano sunt clasificate ca 3rd gen.dar este în discuție în industrie, după cum vă puteți imagina. Obiectivele au fost stabilite în cadrul proiectului Institutului pentru Inginerie computațională și Matematică (ICME). O prezentare susținută la Institutul de dezvoltare a pieței oțelului 2017 Great Designs in Steel rezumă acest proiect. Colegii noștri de la Institutul de dezvoltare a pieței oțelului și parteneriatul Auto/oțel lucrează, de asemenea, la dezvoltarea nomenclaturii comune pentru oțeluri. Majoritatea urmează nomenclatura specificațiilor VDA. De asemenea, Compania General Motors a dezvoltat o specificație pentru AHSS (inclusiv a 3-a generație AHSS) care este în curs de revizuire. Așadar, rămâneți la curent cu această evoluție, deoarece intenționăm să abordăm acest lucru în următoarea versiune a liniilor directoare AHSS, care va fi lansată în 2020.
definițiile oțelului
oțelurile auto pot fi clasificate în mai multe moduri diferite. Una este o denumire metalurgică care oferă unele informații despre proces. Denumirile comune includ oțelurile cu rezistență redusă (oțeluri fără interstițiu și ușoare); HSS convențional (carbon-mangan, oțeluri întărite și de înaltă rezistență,oțeluri slab aliate); și Noul AHSS (fază dublă, plasticitate indusă de transformare, plasticitate indusă de înfrățire, feritic-bainitic, oțeluri cu fază complexă și martensitice). Oțelurile suplimentare cu rezistență mai mare pentru piața auto includ oțeluri tratate termic formate la cald, post-formare și oțeluri concepute pentru aplicații unice care includ întinderea îmbunătățită a marginilor și îndoirea întinderii.
o a doua metodă de clasificare importantă pentru proiectanții de piese este rezistența oțelului. Prin urmare, acest document va utiliza termenii generali HSS și AHSS pentru a desemna toate oțelurile cu rezistență mai mare. Acest sistem de clasificare are o problemă cu dezvoltarea continuă a numeroaselor clase noi pentru fiecare tip de oțel. Prin urmare, un oțel DP sau TRIP poate avea grade de rezistență care cuprind două sau mai multe intervale de rezistență.
o a treia metodă de clasificare prezintă diferite proprietăți mecanice sau parametri de formare a diferitelor oțeluri, cum ar fi alungirea totală, exponentul de întărire a muncii (valoarea n) sau raportul de expansiune a găurilor (INQ). De exemplu, figura 2-1 compară alungirile totale – o proprietate a oțelului legată de formabilitate – cu rezistența la tracțiune pentru tipurile actuale de oțel. Aceste proprietăți sunt importante pentru operațiunile magazinului de presă și pentru analizele de formare virtuală.
diagrama ductilității rezistenței oțelului pentru clasele AHSS de astăzi (include o comparație a oțelurilor tradiționale cu rezistență redusă și cu rezistență ridicată)
principala diferență între HSS convențional și AHSS este microstructura lor. HSS convenționale sunt Oțeluri feritice monofazate cu potențial pentru unele perlite în oțelurile C-mn.. AHSS sunt în principal oțeluri cu o microstructură care conține o altă fază decât ferită, perlită sau cementită – de exemplu, martensită, bainită, austenită și/sau austenită reținută în cantități suficiente pentru a produce proprietăți mecanice unice. Unele tipuri de AHSS au o capacitate mai mare de întărire a tulpinii, rezultând un echilibru rezistență-ductilitate superior oțelurilor convenționale. Alte tipuri au un randament ultra-ridicat și rezistențe la tracțiune și prezintă un comportament de întărire a coacerii.
deoarece terminologia utilizată pentru clasificarea produselor din oțel variază considerabil în întreaga lume, acest document utilizează formatul WorldAutoSteel pentru a defini oțelurile. Fiecare grad de oțel este identificat prin tipul metalurgic, rezistența minimă la curgere (în MPa) și rezistența minimă la tracțiune (în MPa). De exemplu, DP 500/800 înseamnă oțel cu două faze, cu o rezistență minimă la curgere de 500 MPa și o rezistență minimă la tracțiune de 800 MPa. Programul ULSAB-AVC a folosit pentru prima dată acest sistem de clasificare.
metalurgia AHSS
producătorii și utilizatorii de produse din oțel înțeleg în general metalurgia fundamentală a oțelurilor convenționale de joasă și înaltă rezistență. Secțiunea 2.B. oferă o scurtă descriere a acestor tipuri comune de oțel. Deoarece metalurgia și prelucrarea gradelor AHSS sunt oarecum noi în comparație cu oțelurile convenționale, acestea sunt descrise aici pentru a oferi o înțelegere de bază a modului în care proprietățile lor mecanice remarcabile evoluează din prelucrarea și structura lor unică. Toate AHSS sunt produse prin controlul chimiei și vitezei de răcire din faza austenită sau austenită plus ferită, fie pe masa de bătaie a morii fierbinți (pentru produsele laminate la cald), fie în secțiunea de răcire a cuptorului de recoacere continuă (produse recoapte continuu sau acoperite la cald). Cercetările au furnizat combinații chimice și de prelucrare care au creat multe grade suplimentare și proprietăți îmbunătățite în cadrul fiecărui tip de AHSS.
pentru mai multe informații despre această familie unică de oțeluri avansate, descărcați instrucțiunile avansate de aplicare a oțelurilor de înaltă rezistență aici, gratuit.