Stal martenzytyczna: doskonały stosunek formowalności do wytrzymałości

Stal martenzytyczna łączy wytrzymałość na rozciąganie do 1700 MPa z dobrą plastycznością, dzięki czemu jest bardzo przydatna zarówno do zmniejszania masy pojazdów, jak i zwiększania odporności na zderzenia – zwłaszcza w strefach bezpieczeństwa.

Jaka jest definicja stali martenzytycznej?

Kiedy żelazo austenityczne jest bardzo gwałtownie schładzane, austenit przekształca się w bardzo twardą krystaliczną mikrostrukturę o nazwie „martenzyt”.

Przemiana martenzytyczna rozpoczyna się, gdy austenit osiągnie temperaturę początkową martenzytu (Ms), i trwa do osiągnięcia niższej temperatury przemiany (Mt). Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy stopień przemiany mikrostruktury w martenzyt, tym mocniejsza jest otrzymana stal martenzytyczna. Po schłodzeniu stale te poddawane są odpuszczaniu martenzytycznemu w celu zwiększenia ich plastyczności, dzięki czemu nawet stale MS o bardzo wysokim poziomie wytrzymałości mogą być formowane na zimno przy użyciu procesów takich jak walcowanie na zimno.

W celu wytworzenia stali martenzytycznej walcowanej na zimno (inaczej MS lub MART), taśma stalowa walcowana na zimno jest wprowadzana do linii ciągłego wyżarzania (CAL). W CAL materiał jest wyżarzany, hartowany w wodzie i odpuszczany. Austenit utworzony w CAL, po szybkim ochłodzeniu, przekształca się w martenzyt. Po operacji odpuszczania w CAL powstaje stal o ultrawysokiej wytrzymałości i ulepszonej plastyczności.

Gatunki martenzytyczne Docol® zawierają mniej niż 2% pierwiastków stopowych, co zapewnia dobrą spawalność.

Właściwości stali martenzytycznej

  • Nadzwyczaj wysoka granica plastyczności (Rpp0,2) i wytrzymałość na rozciąganie (Rm).
  • Znakomite pochłanianie energii i udarność dla stref bezpieczeństwa.
  • Doskonały sposób na odciążenie pojazdu.
  • Formowalność na zimno podczas gięcia, tłoczenia i formowania na rolkach – w tym formowania 3D.
  • Stal zawierająca w swojej mikrostrukturze martenzyt jest znacznie bardziej opłacalna kosztowo niż aluminium: dzięki wykorzystaniu optymalnych profili projektowych, stale MS oferują wysoką wytrzymałość, zbliżoną do aluminium, przy takiej samej masie.

Gdzie w samochodach stosowane są stale martenzytyczne?

Stale martenzytyczne Docol charakteryzują się najwyższą wytrzymałością spośród naszych gatunków stali do formowania na zimno, co oznacza najwyższy potencjał w zakresie redukcji masy i właściwości zderzeniowych:

  • Ochrona akumulatorów pojazdów elektrycznych
  • Wzmocnienia progów
  • Belki drzwiowe
  • Zderzaki
  • Wzmocnienia dachów
  • Konstrukcje siedzeń

Konstrukcja nadwozia

Nasza najmocniejsza stal martenzytyczna – teraz w użyciu

DOCOL 1700M

Walcowana na zimno stal Docol 1700M firmy SSAB to ekologiczna alternatywa dla aluminium w produkcji lekkich komponentów stosowanych w pasywnych systemach bezpieczeństwa. Dzięki plastyczności stali martenzytycznej Docol, komponenty o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa można produkować w procesach formowania na zimno, efektywnych kosztowo i energetycznie.

Na przykład Shape Corp. stosuje formowanie na rolkach 3D do wytwarzania lżejszych, bardziej kompaktowych i mocniejszych słupków przednich i szyn dachowych z martenzytycznej stali Docol 1700 MPa. Te kluczowe komponenty bezpieczeństwa, zaprojektowane do samochodów ford 2020 Explorer i 2020 Escape, polepszają widoczność podczas kierowania, zwiększają przestrzeń wewnątrz pojazdu i optymalizują rozmieszczenie poduszek powietrznych.

Stal martenzytyczna Docol 1700 to preferowany materiał do zastosowań ze stali ultrawytrzymałych (UHSS), takich jak belki udarowe do drzwi bocznych, zderzaki, elementy konstrukcyjne i obudowy akumulatorów w samochodach elektrycznych. Projektanci stali Docol oferują dane na temat symulowanej odporności zderzeniowej różnych optymalizowanych profili 1700 MPa, a także symulacje wielu innych gatunków stali martenzytycznej: Docol 900M, 1100M, 1200M, 1300M, 1400M i 1500M.

Gatunki i właściwości mechaniczne stali martenzytycznej Docol

Najwyższą redukcję masy osiąga się, stosując wyższe gatunki stali o niższej grubości. Gatunki stali martenzytycznej odporne na korozję: powłoki cynkowe galwaniczne (EG) są dostępne dla Docol 900M, Docol 1100M, Docol 1200M, Docol 1300M, Docol 1400M i Docol 1500M. Wszystkie gatunki stali martenzytycznej są dostępne walcowane na zimno (CR); stal Docol 1200M jest dostępna zarówno walcowana na zimno, jak i na gorąco (HR). Więcej informacji można znaleźć w kartach produktowych wymienionych poniżej.
Rodzina produktów

Docol 900M

Product name
Docol CR​700Y​900T-​MS
POWŁOKA
UC, EG
WYMIARY
T: 0.50 - 2.10 mm
W: Up to 1527 mmT: 0.020 - 0.0827 in
W: Up to 60.12 in
NORMY
SSAB
Karta produktowa
Rodzina produktów

Docol 1100M

Product name
Docol CR​860Y​1100T-​MS
POWŁOKA
UC, EG
WYMIARY
T: 0.50 - 2.00 mm
W: Up to 1527 mmT: 0.020 - 0.0787 in
W: Up to 60.12 in
NORMY
SSAB
Karta produktowa
Rodzina produktów

Docol 1200M

Rodzina produktów

Docol 1300M

Product name
Docol CR​1030Y​1300T-​MS
POWŁOKA
UC, EG
WYMIARY
T: 0.50 - 2.10 mm
W: Up to 1527 mmT: 0.020 - 0.0827 in
W: Up to 60.12 in
NORMY
VDA 239-100
Karta produktowa
Rodzina produktów

Docol 1400M

Product name
Docol CR​1150Y​1400T-​MS
POWŁOKA
UC, EG
WYMIARY
T: 0.50 - 2.10 mm
W: Up to 1527 mmT: 0.020 - 0.0827 in
W: Up to 60.12 in
NORMY
SSAB
Karta produktowa
Rodzina produktów

Docol 1700M

Product name
Docol CR​1350Y​1700T-​MS
POWŁOKA
UC
WYMIARY
T: 1.00 - 2.10 mm
W: Up to 1250 mmT: 0.0394 - 0.0827 in
W: Up to 49.21 in
NORMY
VDA 239-100
Karta produktowa

* Dostępne na indywidualne zamówienie.

Formowanie stali martenzytycznej Docol

  • Doskonała podatność na formowanie na zimno, umożliwiająca gięcie, formowanie na rolkach i tłoczenie w temperaturze pokojowej.
  • Dosyć dobra podatność na tłoczenie i dobre właściwości rozciągania krawędzi i rozszerzalności otworów.
  • Dobra spawalność, w tym punktowe zgrzewanie oporowe i spawanie laserowe.
  • Gatunki stali martenzytycznej Docol® cechują się wysoką spójnością właściwości mechanicznych, co pozwala uniknąć naprężeń prowadzących do problemów z niepożądanym lub nieoczekiwanym sprężynowaniem.
Konkretne wytyczne dotyczące formowania komponentów motoryzacyjnych ze stali martenzytycznej można uzyskać w naszym dziale pomocy technicznej.
Stal motoryzacyjna Docol do formowania na rolkach

Dodatkowe korzyści stosowania stali martenzytycznej Docol

  • Doskonałe właściwości zmęczeniowe dla wszystkich pojazdów: elektrycznych, spalinowych i hybrydowych.
  • Siedem gatunków stali wysokiej wytrzymałości: 900 MPa, 1100 MPa, 1200 MPa, 1300 MPa, 1400 MPa, 1500 MPa i 1700 MPa.
  • Dostępne są gatunki spełniające normy i certyfikaty OEM.
  • Powłoka cynkowa galwaniczna (EG) chroniąca przed korozją dostępna na zamówienie.
  • Globalna dostępność i wsparcie. Wszystkie wymienione gatunki są obecnie dostępne na rynku.

Szukasz gatunków dostosowanych do specyfikacji OEM?

Gatunki stali Docol® mogą być dostarczane zgodnie z normami OEM lub VDA. W bliskiej współpracy z producentami OEM często opracowujemy nowatorskie stale AHSS do konkretnych zastosowań motoryzacyjnych. Jeżeli na liście nie ma określonego gatunku stali, skontaktuj się z naszym działem pomocy technicznej.

Niestandardowe stale AHSS dla producentów OEM z branży motoryzacyjnej

Korzyści płynące ze stosowania stali martenzytycznej Docol® dla każdego członka zespołu

Inżynierowie ds. bezpieczeństwa: Tworzenie nowych stref bezpieczeństwa (np. do akumulatorów samochodów elektrycznych) i optymalizacja wykorzystania przestrzeni w strefach istniejących (np. kabinach samochodów osobowych).

Inżynierowie ds. odciążania: Wykorzystanie nadzwyczajnej wytrzymałości stali martenzytycznej przy masie zbliżonej do aluminium.

Inżynierowie ds. produkcji: Stosowanie tradycyjnych procesów formowania na zimno (gięcie, tłoczenie, formowanie na rolkach) oraz ekscytujących nowych procesów takich jak formowanie na rolkach 3D stali UHSS.

Specjaliści ds. zaopatrzenia: Realizacja istotnych ograniczeń kosztowych – bez uszczerbku dla właściwości użytkowych – poprzez zastąpienie aluminium stalą martenzytyczną Docol. (A jednocześnie zmniejszenie śladu węglowego.)

Specjaliści ds. zrównoważonego rozwoju: Obniżenie emisji CO2 materiałów i lepsze wyniki oceny cyklu życia (LCA) produktu dzięki naszym „zabezpieczonym na przyszłość” stalom martenzytycznym Docol.


Ocena cyklu życia produktu zabezpieczona na przyszłość

Obniż emisje CO2

Stal martenzytyczna Docol jest „zabezpieczona na przyszłość”.

Stal martenzytyczna cynkowana galwanicznie

Cynkowane galwanicznie (EG) stale MS Docol zapewniają odporność na korozję dzięki jednolitej, wysokiej jakości powłoce ochronnej, którą w razie potrzeby można nakładać bardzo cienką warstwą. Martenzytyczne gatunki Docol z powłoką EG można łatwo formować i łączyć, gdyż odznaczają się doskonałą podatnością na punktowe zgrzewanie oporowe (RSW).

Martenzytyczne stale motoryzacyjne Docol EZ (lub ZE) firmy SSAB są dostępne w następujących wytrzymałościach: Docol 900M, 1100M, 1200M, 1300M, 1400M i 1500M. Dzięki długiemu i rozległemu doświadczeniu SSAB w wytwarzaniu cynkowanych galwanicznie stali martenzytycznych, producenci OEM samochodów nie muszą obawiać się kruchości wodorowej (HE), znanej również jako pękanie wodoropochodne (HIC).

Martenzyt o wysokiej granicy plastyczności zapewnia dobre właściwości zderzeniowe

World Auto Steel wskazuje na korelację między granicą plastyczności arkusza stali a odkształceniem w próbie trójpunktowego zginania (zachowanie podczas zderzenia) części w kształcie kapelusza:
„Stal CR12001470T-MS ma podobne właściwości do tłoczonych na gorąco stali PHS-CR1800T-MB i PHS-CR1900T-MB o tej samej grubości i przewyższa często używaną stal PHS-CR1500T-MB. W związku z tym może istnieć możliwość obniżenia kosztów, a także potencjalnie masy elementów dzięki zastosowaniu tłoczenia na zimno, pod warunkiem użycia odpowiedniej konstrukcji prasy, procesu i matrycy.” World Auto Steel, Metallurgy of Martensitic Steels (Metalurgia stali martenzytycznych).

MAGAZYN MATERIAŁÓW TESTOWYCH

Wypróbuj

Dzięki pomocy naszego magazynu próbek można uzyskać próbki stali AHSS większości naszych stali dostępnych w obrocie handlowym – jak również próbek naszych najnowszych gatunków, na razie niedostępnych w handlu. Jako jedyni w branży, dostarczamy kręgi, arkusze i blachy cięte na wymiar. W ciągu 1 do 2 tygodni, Twój materiał będzie gotowy do wysłania w dowolne miejsce na kuli ziemskiej.

Najczęściej zadawane pytania

Stal dwufazowa o wysokiej formowalności/plastyczności do głębokiego tłoczenia na zimno bez pękania

Stale dwufazowe o wysokiej formowalności/plastyczności (DH) to trzeciej generacji stale TRIP (w których przemiana martenzytyczna jest indukowana odkształceniem plastycznym) o wysokiej formowalności globalnej i miejscowej oraz dobrej odporności na pękanie krawędzi. Stal DH ma świetne właściwości absorbowania energii, z uwzględnieniem rezerwowej plastyczności w trakcie zderzenia. Gatunki DH są idealne do geometrii złożonych, włączając te wykorzystujące głębokie tłoczenie na zimno. Pod względem FLD i HER stale DH przewyższają stale DP, umożliwiając ograniczenie ilości odpadów i sprawniejsze tłoczenie.

Read more

Stale hartowane w procesie tłoczenia (PHS) do produkcji skomplikowanych kształtów

Stale hartowane w procesie tłoczenia mają cztery znaczące zalety: można je formować w bardzo złożone kształty, ich maksymalna wytrzymałość na rozciąganie sięga 2000 MPa (290 ksi), sprężynowanie jest nieznaczne lub nieobecne, a dzięki odpuszczaniu strefowemu można w obrębie jednej części uzyskać „strefy twarde” i „strefy miękkie”, osiągając wielofunkcyjną odporność na zderzenia.

Read more

Stale wielofazowe (CP) o najwyższych współczynnikach rozszerzalności otworów

Stale wielofazowe mają najwyższe – do 100% – współczynniki rozszerzalności otworów (HER) wśród zaawansowanych stali o wysokiej wytrzymałości. Wysokie wartości HER zapewniają doskonałe właściwości formowania na zimno w przypadku wykrawanych i rozciąganych krawędzi i kołnierzy, a także kształtów głęboko tłoczonych. Wysokie granice plastyczności stali CP przekładają się na wysoką absorpcję energii zderzenia, a podwyższona maksymalna wytrzymałość na rozciąganie (UTS) umożliwia redukcję grubości ścianek w celu znacznego zmniejszenia masy samochodu.

Read more

Stal dwufazowa (DP): doskonała plastyczność i pochłanianie energii

Dwufazowe stale motoryzacyjne charakteryzują się doskonałą równowagą plastyczności, wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, łatwej formowalności na zimno i bardzo dobrego pochłaniania energii zderzenia. Wysokie umocnienie przez zgniot na wczesnym etapie (wartość n) sprawia, że stal DP jest odporna na miejscowe przewężenie w wyniku redystrybucji odkształceń – zapewniając bardzo równomierne wydłużenie. Niski stosunek plastyczności do wytrzymałości na rozciąganie zapewnia wysoką globalną formowalność stali dwufazowej, umożliwiającą głębokie tłoczenie i silne rozciąganie – a wszystko to przy dobrej spawalności.

Read more

Stal HSLA o wysokiej plastyczności krawędzi (HE)

Stal HSLA o wysokiej plastyczności krawędzi ma znacznie lepszą formowalność miejscową i współczynnik rozszerzalności otworów – idealnie nadaje się do produkcji wymagających komponentów samochodowych o złożonych konstrukcjach i skrawanych krawędziach rozciąganych.

Read more

Wysokowytrzymałe stale niskostopowe (HSLA) do opłacalnego zmniejszania masy samochodów

Wysokowytrzymałe stale niskostopowe (HSLA) są bardziej opłacalne niż konwencjonalne stale węglowe, kiedy pożądane jest zwiększenie stosunku wytrzymałości do masy. Stale HSLA cechują się również doskonałą podatnością na gięcie i spawalnością oraz mogą zwiększać wytrzymałość lub zmniejszać masę różnych elementów nadwozi i podwozi samochodów, w tym zawieszeń, belek i ram pomocniczych.

Read more

Stal ferrytyczno-bainityczna: rozciągliwość krawędzi podczas formowania na zimno

Stale ferrytyczno-bainityczne (FB) to stale wielofazowe o wysokim współczynniku rozszerzalności otworów i dobrej podatności krawędzi na rozciąganie. Stale FB nadają się do produkcji kołnierzy formowanych na zimno i wytłaczanych, kiedy pożądane jest odciążenie części samochodowych takich jak koła, belki poprzeczne i inne elementy konstrukcyjne.

Read more