Düşük ve Orta Karbonlu Çeliklerin Çok Fazlı Uygulanması

Dünya ekonomisinde yüksek hizmet özellikli malzemelere olan talebin sürekli artması ve üretimlerinin gittikçe daha verimli teknolojileri görülüyor. Dinamik olarak gelişen otomotiv endüstrisi, çelik parça üreticilerine, çok iyi mekanik özelliklere ve yüksek pres şekillendirilebilirliğe sahip çelikler kullanarak taşıt kütlesinin azaltılmasına yönelik artan talepleri ortaya koymaktadır. Çok fazlı çeliklerin uygulanması, yüksek özellikli levhaların üretimini mümkün kıldığından ve geleneksel teknolojik hatlarda üretim imkanı sağladığından, bu problem için en etkili çözümdür. Taşıt kütlesini azaltmak için, otomotiv endüstrisi ayrıca Al ve Mg gibi demir dışı metal alaşımlarından yapılmış parçaları ve ayrıca polimer malzemelerini kullanır; Bununla birlikte, çelik plakalardan yapılan parçalar hala araç kütlesinin% 60'ını oluşturuyor. AHHS çelikleri ferrit, martensit, bainit ve / veya astenit içeren çeşitli östenitlerde yapılarında hem mekanik hem de plastik özelliklerin çok iyi olmasını sağlayan miktarlarda içeren çok fazlı çeliklerdir. Bununla birlikte, mevcut literatürde düşük ve orta karbonlu TRIP yapı çeliğinden yapılmış filmaşin üretim teknolojisi ve bu çeliğin tellerinin çekme ve özelliklerinin incelenmesi ile ilgili yayın bulunmamaktadır. Bu nedenle, 2005 yılında, makalenin yazarlarını da içeren Czestochowa Teknoloji Üniversitesi, Çizim Mühendisliği ve Metal Ürünleri Bölümünden araştırmacılar ekibi, bu sorunların dünya çapında bir ilk olarak çalışılmasını üstlenmiştir. Sonuçlar, TRIP çeliğinden filmaşin, tel ve metal ürünler elde etmekle ilgili sınai şartlarda yapılan laboratuar araştırmaları ve denemeler makalede gösterilmiştir.

2. Laboratuvar incelemeleri Çeliklerin doğru şekilde seçilmiş kimyasal bileşimi, TRIP efektli çelik ürünlerin üretimi için vazgeçilmez bir koşuldur. Karbon içeriği çok yüksek olmamalıdır (>% 0.40), çünkü karbon, ortam sıcaklığında tutulan östenit stabilizasyonunu önemli ölçüde etkileyebilir. Soğuk plastik işleme işlemleri sırasında tutulan östenitin martensite dönüşmesine engel olabilir [4,5]. Silikon (Si) ve manganez (Mn) gibi uygun alaşım elementlerinin eklenmesi de TRIP çeliklerinde çok önemli bir rol oynar.

TRIP etkisinin elde edilmesini sağlamak için yeterli miktarda malzemede tutulan östenitin elde edilmesi için, çeliğin, difaz östenitik-ferritik aralık içinde tutulmasıyla oluşan, uygun şekilde seçilmiş parametrelerle iki aşamalı bir ısıl işlem yapılması gerekliydi. daha sonra bainitik dönüşüm aralığı içinde ıslatılması. Filmaşin iki aşamalı ısıl işlem işlemi, mümkün olan maksimum miktarda tutulan östenit içeren çok fazlı bir TRIP tipi yapı elde etmek için yapılmıştır. Tablo 2'de, ısıl işlemden sonra elde edilen farklı karbon içerikli çeliklerin yapısındaki tutulan östenitin hacim oranı gösterildi.

% 0.090 karbon içerikli TRIP çeliği için mekanik özellikler test sonuçları çalışmadan alınmıştır. % 0.293 ve% 0.431 C değerindeki iki çelik sınıfı için, laboratuar koşullarına yönelik tel çekme işleminin araştırılması, 2B = 12 angle açılı geleneksel çekme kalıplarını kullanan bir JP600 blok çekme makinesinin kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Dekapaj işleminden sonra filmaşin ve yağlama maddesi taşıyıcı kaplaması, büyük kısmi indirimler (yaklaşık% 25) kullanılarak başlangıç ​​çap 6.25 mm'den nihai çap 2.97'ye kadar tel çekme işlemine tabi tutuldu.

Deformasyon derecesinin artmasıyla malzemenin güçlendiğini gözlemleyebiliriz, ancak% 0,431 C TRIP çeliğinden gelen teller daha yoğun şekilde güçleniyor. % 0.431 C TRIP çeliğinden elde edilen son teller,% 0.293 C'den gelen tellere göre 200 MPa'dan daha yüksek Rm değerlerine ve% 0.09 C'den gelen tellere göre 700 MPa'dan daha yüksek Rm değerlerine sahiptir. Yapıda bulunan tutulan bir ostenit, her bir çelik sınıfı için Rm değerlerinde farklılıklar üzerinde önemli etkiye sahiptir. En yüksek karbon içeriğine sahip TRIP çelik tellerin mekanik dayanım değerleri, yüksek karbonlu çelikten yapılmış tellerin özellikleriyle karşılaştırılabilir.

3. Endüstriyel şartlarda incelemeler

TRIP yapısının değişik kimyasal bileşimde çelik filmaşin içerisinde üretilmesinin, endüstriyel koşullarda mevcut teknolojik hatlarda Stelmor hattında sıcak haddeleme sonrasında kontrollü soğutma uygulamasıyla gerçekleştirilebileceği bulunmuştur. Endüstriyel testler, üç kalite çelik için gerçekleştirildi: G4Si1, S355J2 ve 27MnSi5, farklı karbon içeriğine göre, sırasıyla:% 0,08 C,% 0,18 C ve% 0,25, mevcut haddehanenin mevcut üretim planındaydı. İlgili çelik sınıflarındaki filmaşin tutulan östenit içeriği hem yüzeyde hem de filmaşin ekseninde üç yöntemle belirlenmiştir.

Tablo 3'te gösterilen test sonuçlarından, çok fazlı çelik yapının ortalama tutulan östenit içeriğinin, karbon bileşimindeki tutulan östenit içeriğinin öngörülmesi için bir temel sağlayan, kimyasal bileşimindeki karbon konsantrasyonundaki artışla hemen hemen orantılı olarak arttığı bulunabilir. Stelmor hattındaki iki aşamalı soğutmanın yanı sıra, aynı haddeleme işlemi parametreleriyle aynı çapta haddelenmiş olan diğer çelik sınıflarının (farklı bir% C konsantrasyonlu) karışımı.

4. TRIP çeliğinden yapılan metal ürünler

ArcelorMittal Poland S.A.'nin Sosnowiec Bölümünde üretilen PN344 standardına göre kaynak filmaşin G3Si1 kalite çelik, Stelmor soğutma hattındaki parametrelerin düzenlenmesiyle elde edilen TRIP yapısı ile testlerde kullanılmıştır. Bu filmaşin içinden M5x12 tipi vidayı yaptık.

ArcelorMittal Poland S.A.'nin Sosnowiec Bölümünde üretilen Stel35 soğutma hattındaki parametrelerin düzenlenmesiyle elde edilen TRIP yapısına sahip çelik S355J2 için başka endüstriyel testler yapılmıştır. Bu filmaşin içinden M6-6h vidasını, altıgen başlı çift vidalı vidayı yaptık (Şekil 4). Bu tip vidalar 19MnB4 çelikten imal edilmiştir. Tüm şekillendirme işlemleri sırasında, özellikle de basamak oluşturma süreci boyunca, şekillendirmeyle ilgili birçok sorun var.

Üretim sürecinin tüm aşamalarında TRIP yapılı S355J2 çelikten yapılan vidanın, özellikle ferrit-slitit yapıya sahip 19MnB4 kalite çelikten yapılan vida ile karşılaştırıldığında, özellikle kalıp oluşumu sırasında şekillendirilebilirlik için çok iyi özellikler gösterdiği söylenebilir.

5. Sonuç

Laboratuvar koşullarında özel kimyasal bileşimi olan filmaşin formundan elde edilen TRIP çelik tellerin mekanik dayanım değerleri, yüksek karbonlu çelikten yapılmış tellerin özellikleriyle karşılaştırılabilir. Stelmor hattında haddeleme işleminin uygun parametrelerini ve kontrollü soğutmayı seçerek, tutulan östenit içeriğinin çeliğin kimyasal bileşimindeki karbon konsantrasyonunun yüzdesiyle orantılı olduğu farklı çelik derecelerinde çok fazlı yapı TRIP filmaşin elde edilebilir. . TRIP çelik vidalardan (ısıl işlem uygulanmayan) mekanik özelliklere sahip, 8.8 özellik sınıfı orta karbonlu çelik ile elde edilebilir. (su verilmiş ve temperlenmiş şekilde ısıl işlemden sonra elde edilir) ve karmaşık şekillere sahip ürünlerin oluşumu sırasında çok önemli olan çok iyi biçimlendirilebilirlik özelliklerine sahip altıgen çelik çubuk fiyatları vidalar. Yapılan çalışmaların sonucu, TRIP çeliklerinin, daha önce görülmemiş özelliklere sahip yeni nesil tel ve tel ve çubuk ürünlerinin üretilebilmesini sağladığını iddia etmek için zemin oluşturdu. Bu nedenle, uygulanan bükülme gerilmesinin büyüklüğünün, tutulan östenit miktarını ve bunun bir sonucu olarak, bitmiş ürünün mekanik özelliklerini ne ölçüde arttırıp azaltacağını belirlemek gerekir. Bu çalışmaların sonuçları, örneğin; TRIP çeliğinden yapılmış, servis sırasında değişken gerilimlere maruz kalan bir vida, mekanik özelliklerini, kullanım ömrünü ve çalışma güvenliğini etkileyebilecek çeşitli derecelerde ilave sertleşmeye maruz kalabilir.