La formatura o l'allungamento dei bordi rifilati privi di cricche può rappresentare una grande sfida quando si lavorano acciai altoresistenziali di nuova generazione (AHSS). Per ridurre il rischio di bordi rialzati con cricche, SSAB ha introdotto tre nuovi acciai laminati a caldo da 800 megapascal con duttilità di bordo estremamente elevata.
Questo articolo tratta i seguenti punti:
L'attuale e crescente necessità di livelli più elevati di duttilità di bordo per i componenti automobilistici.
Dove è possibile utilizzare queste qualità AHSS "in grado di risolvere i problemi".
Qual è lo stato dei test e dell'implementazione di queste nuove qualità da 800 MPa?
Daniel Sund è responsabile della gamma prodotti presso SSAB per lo sviluppo di acciai laminati a caldo, e vanta 20 anni di esperienza in SSAB Europa.
Marcus Folmerz è uno specialista della formatura presso SSAB. Lavora presso SSAB dal 2014.
Robert Ström lavora presso SSAB dal 2007 come Specialista della progettazione automobilistica e vanta una vasta esperienza nelle simulazioni di resistenza statica e agli urti per sistemi di carrozzeria, telaio e sospensioni.
Daniel Sund: Esistono molti modi diversi per misurare la duttilità di bordo, ma la prova di partenza standard, o forse dovrei dire "test semplicistico", è il rapporto di espansione dei fori ISO 16630. SSAB garantisce che i nuovi Docol® HR800CP+HER e HR800HE (High Edge) avranno rispettivamente percentuali di espansione dei fori del 45% e del 65%, ma i loro valori HER tipici sono molto più alti, rispettivamente dal 70% al 100%, che sono tra i più alti sul mercato per acciai per l'industria automobilistica da 800 megapascal.
Marcus Folmerz: Direi che il 95% di tutti i problemi di formatura che i nostri clienti del settore automobilistico segnalano al Knowledge Service Center di SSAB sono legati ai bordi tagliati e allungati, che finiscono però per riportare cricche. La maggior parte delle aziende sa come prevedere altri problemi di formatura dell'acciaio AHSS. Tuttavia, prevedere i problemi ai bordi può essere davvero un'impresa difficile. Può accadere, allora, che i clienti possono impegnarsi completamente nella progettazione di componenti specifici e trovarsi in piena produzione per poi scoprire un numero inaccettabile di bordi con cricche. Questi nuovi AHSS con duttilità di bordo elevata possono entrare in gioco come "risolutori di problemi". In alternativa, possono essere utilizzati anche su componenti di automobili in cui si vuole essere certi di non avere bordi che presentano cricche.
Daniel Sund: Sì. I clienti SSAB si sono concentrati molto su questo particolare aspetto della formabilità AHSS. Negli ultimi anni, la richiesta di una maggiore duttilità di bordo dell'acciaio AHSS è stata piuttosto alta e continua a crescere.
Marcus Folmerz: Oltre a risolvere i problemi di progettazione dei componenti esistenti, la duttilità di bordo più elevata consente anche di avere progettazioni più complesse per i bordi allungati o rialzati, le flange alte e così via, con un margine di sicurezza più elevato rispetto ai bordi con cricche.
Marcus Folmerz: No, affatto. Non vi è alcuna correlazione, positiva o negativa, tra il diagramma dei limiti di formatura e la duttilità di bordo. Dobbiamo ricordarlo sempre ai nostri clienti. Detto questo, sì, questi nuovi acciai hanno ottime FLD, quindi andranno bene in una varietà di processi di formatura. In altre parole, abbiamo ottimizzato questi acciai da 800 MPa per una duttilità di bordo estrema, ma i materiali sono anche ottimi per altre operazioni di formatura.
Daniel Sund: Sì. Ora però abbiamo migliorato il nostro acciaio complex phase da 800 MPa laminato a caldo con livelli superiori di duttilità di bordo. Ora si hanno due opzioni: acquistare Docol® HR800CP appena migliorato o HR800CP+HER. +HER significa che abbiamo testato ogni spedizione per garantire un minimo di HER del 45%, con valvole tipiche del 70% di HER.
Daniel Sund: Esatto. Tutto il nostro acciaio laminato a caldo 800HE, o High Edge, è testato per fornire ai clienti un minimo garantito del 65% di HER, con una media prevista o un HER tipico del 100%.
Daniel Sund: Innanzitutto abbiamo iniziato ottimizzando le loro microstrutture. Inoltre, abbiamo misure di controllo qualità molto rigorose, tra cui la degassificazione del serbatoio sotto vuoto, per garantire la pulizia interna di ogni lastra d'acciaio. Abbiamo anche un controllo molto sofisticato sia delle temperature che delle riduzioni durante l'intero processo di laminazione a caldo.
Robert Ström: Esistono numerose applicazioni possibili per questi materiali da 800 megapascal. I bracci di controllo, in particolare i bracci di controllo inferiori, sono un'applicazione importante. In realtà, però, tutti questi acciai HR - HR800CP, HR800CP+HER e HR800HE, possono essere adatti per applicazioni ad elevata duttilità di bordo che richiedono buone proprietà di resistenza alla fatica. Per esempio, le parti che sono costantemente in movimento e in agitazione. Quindi, penso alle sospensioni multilink, ai bracci portanti, alle travi di torsione e ai sottotelai.
Mi piace considerare questi acciai come lo "standard d'oro" delle proprietà desiderate. Se ci pensi, molte di queste proprietà devono contraddistinguersi tra loro: formabilità vs. elevata resistenza, elevata duttilità di bordo vs. buone prestazioni di crash. Questi acciai offrono però tutte queste proprietà e, in particolare, presentano una duttilità di bordo particolarmente elevata.
Robert Ström: Ora è possibile ordinarli utilizzando il programma Docol® AHSS Trial Material Stock e abbiamo molti clienti che li stanno provando. Allo stesso tempo, SSAB esegue prove di resistenza alla fatica a lungo termine a basso ciclo e ad alto ciclo.
Daniel Sund: Sì, incoraggiamo molto i test da parte dei clienti. Potrebbe trattarsi di un nuovo modello di componente o di un componente esistente che ha avuto qualche problema di cricche sui bordi.
Marcus Folmerz: Sì. Per ricevere aiuto nelle loro simulazioni di progettazione e formatura, i clienti possono contattare il proprio rappresentante Docol® per le schede AutoForm per HR800CP, HR800CP+HER e HR800HE. In alternativa, possono richiedere ai loro rappresentanti l'accesso al portale di download Docol® Test Drive. E, come di consueto, il Knowledge Service Center di SSAB può aiutare a preparare le simulazioni per le nuove qualità di AHSS Docol.
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