Přejít k obsahu


Transformation-Induced Plasticity in Steel for Hot Stamping

Citace:
MAŠEK, B., ŠTÁDLER, C., JIRKOVÁ, H., FEUSER, P., SELIG, M. Transformation-Induced Plasticity in Steel for Hot Stamping. MATERIALI IN TEHNOLOGIJE, 2014, roč. 48, č. 4, s. 555-557. ISSN: 1580-2949
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Transformation-Induced Plasticity in Steel for Hot Stamping
Rok vydání: 2014
Autoři: Prof. Dr. Ing. Bohuslav Mašek , Ing. Ctibor Štádler , Dr. Ing. Hana Jirková , Peter Feuser , Mike Selig
Abstrakt CZ: Výroba dílů karoserií aut metodou hot stamping proces byla patentována v roce 1977 a od té doby její využití intenzivně stoupá.. Její výhoda spočívá zejména v tvarové přesnosti získaných dílů, nižšímu spring-back efektu a zároveň vysoké pevnosti zákalné struktury oceli. Pro tuto technologii byla vyvinuta skupina ocelí legovaná bórem a manganem. Typickým představitelem je ocel 22MnB5 u které lze kalením v nástroji dosáhnout meze pevnosti až téměř 1500 MPa. Aby bylo možno dosáhnout požadovaných mechanických vlastností, musí být finální struktura tvořena především martenzitem bez výrazné přítomnosti dalších fází. Proto je pro vývoj technologických postupů pres-hardening nutno znát veškeré fenomény doprovázející transformace struktury při chlazení v nástroji. Důležitými parametry jsou nejen přesné teploty jednotlivých fázových přeměn ale i řada dalších dějů, mezi které patří i transformační plasticita. K tomuto jevu dochází při transformaci v uzavřené zápustce, kdy fázové přeměny probíhají ve většině případů pod napětím. Vlivem tohoto napětí dochází při přeskupování atomů při transformaci mřížky k zaujmutí energeticky výhodnějších poloh. To se v makroskopickém měřítku projeví jako změna rozměru, která zároveň způsobuje významné snížení napětí a tím podstatně eliminuje spring-back efekt. Přes zásadní důležitost tohoto jevu pro proces press-hardening není doposud tento fenomén dostatečně prozkoumán. Proto byl na oceli 22MnB5, běžně používané pro hot stamping process proveden následující experiment. Na vzorcích z plechu byl zjišťován vliv tahového a tlakového napětí, působícího při fázových přeměnách, na změny roztažnosti v modelových procesech odpovídajícím reálné technologii hot-stamping a press-hardening.
Abstrakt EN: The hot stamping process for manufacturing car body components was patented in 1977 [1]. Its main advantages include the precision of the product shape, reduced spring-back and the resulting high strength of steel parts upon hardening. Boron and manganese-alloyed steels have been specially developed for this process. The 22MnB5 grade is a typical representative of this group with strength up to 1500 MPa [2]. For the desired mechanical properties to be achieved, the final microstructure should consist primarily of martensite without any substantial amounts of other phases. Further development of press hardening therefore requires that all phenomena associated with phase transformations during cooling between dies be well-mapped. Significant parameters in this respect include phase transformation temperatures and data on a number of additional phenomena, including transformation-induced plasticity. Transformation-induced plasticity manifests itself when a part held between dies undergoes phase transformation, i.e. typically under stress. In the course of lattice rearrangement, this stress causes atoms to occupy more favourable positions in terms of energy. On the macro-level, this can be detected as a change in dimensions, which, at the same time, significantly relieves stress and therefore eliminates spring-back. Despite the profound importance of this phenomenon to the press hardening process, it has not been explored in depth up to now. For these reasons, the 22MnB5 steel grade was employed for the following experiment. The impacts of tensile and compressive stresses occurring during phase transformations upon changes in expansion of sheet specimens were explored using schedules that simulated real-world hot stamping and press-hardening processes.
Klíčová slova

Zpět

Patička