Att forma eller sträcka skärkanter utan sprickbildning kan vara en stor utmaning när det handlar om avancerade höghållfasta stål (AHSS). För att minska risken för spruckna flänsade kanter har SSAB introducerat två nya varmvalsade 800 megapascal-stål med extremt hög kantduktilitet.
Den här artikeln tar upp följande ämnen:
Det aktuella och växande behovet av högre kantduktilitet för fordonskomponenter.
Var dessa ”problemlösande” AHSS-sorter kan användas.
Vad är status när det gäller provning och utrullning av de nya 800 MPa-sorterna?
Daniel Sund är SSABs produktportföljchef för utveckling av varmvalsade stål med 20 års erfarenhet inom SSAB Europe.
Marcus Folmerz är formningsspecialist på SSAB. Han har arbetat på SSAB sedan 2014.
Robert Ström har sedan 2007 arbetat på SSAB som specialist inom fordonskonstruktion och har omfattande erfarenhet av simulering av krockhållfasthet och statisk hållfasthet för karosser, chassin och upphängningar.
Daniel Sund: Det finns många olika sätt att mäta kantduktiliteten, men den typiska utgångspunkten – det kanske enklaste testet – är hålexpansion enligt ISO 16630. SSAB garanterar att nya Docol® HR800HER-75 och HR800HER-100 har 45 % respektive 65 % hålexpansion – men deras typiska hålexpansionsvärden är mycket högre än så, 75 % till 100 %, vilket är bland de högsta på marknaden för 800 megapascal fordonsstål.
Marcus Folmerz: Jag skulle vilja påstå att 95 % av alla formningsproblem som våra fordonskunder tar upp med SSABs Knowledge Service Center är relaterade till kanter som har skurits och sträckts men som spricker. De flesta företag vet hur man kan förutsäga andra problem med AHSS-formning. Men att förutsäga kantproblem kan vara mycket, mycket svårt. Kunder kan till exempel ha bestämt sig för en viss konstruktion och påbörjat serieproduktion, bara för att upptäcka ett oacceptabelt antal spruckna kanter. Då kan dessa nya AHSS-sorter med hög kantduktilitet fungera som ”problemlösare”. Eller så kan de användas för att öka säkerhetsmarginalen i tillverkningen och minska risken för spruckna kanter.
Daniel Sund: Ja. SSABs kunder har varit mycket fokuserade på just denna aspekt av AHSS formbarhet. Under de senaste åren har det varit stor efterfrågan på AHSS med högre kantduktilitet, och efterfrågan fortsätter att stiga.
Marcus Folmerz: Förutom att lösa problem i tillverkningen av befintliga delar kan högre kantduktilitet även möjliggöra mer komplicerade konstruktioner för dina sträckta eller flänsade kanter – höga flänsar och så vidare – med en större säkerhetsmarginal mot spruckna kanter.
Marcus Folmerz: Nej, inte alls. Det finns ingen korrelation – varken positiv eller negativ – mellan formgränskurvan och kantduktiliteten. Vi måste hela tiden påminna kunderna om detta. Med det sagt har dessa nya stål mycket bra FGKer, så de fungerar väl i en mängd olika formningsprocesser. Med andra ord har vi optimerat dessa 800 MPa-stål för extrem kantduktilitet, men de har också mycket bra egenskaper för andra formningsoperationer.
Daniel Sund: Ja, det stämmer. Men nu har vi förbättrat vårt varmvalsade 800 MPa multifasstål så att det har högre kantduktilitet. Nu har du två nya alternativ: du kan köpa Docol® HR800HER-75 eller HR800HER-100
Daniel Sund: Det stämmer. Alla våra varmvalsade 800HER-stål testas för att ge kunderna ett garanterat minimivärde på 45 % respektive 65 % hålexpansion, med ett förväntat genomsnittligt eller typiskt värde på 75 % respektive 100 %.
Daniel Sund: Vi började med att optimera deras mikrostrukturer. Vi har även strikta åtgärder inom kvalitetskontroll, som avgasning i vakuumtank, för att säkerställa inre renhet i varje stålämne. Vi har också mycket avancerad kontroll över både temperatur och reduktion under hela varmvalsningsprocessen.
Robert Ström: Det finns många tänkbara tillämpningar för dessa 800 megapascal-material. Länkarmar, särskilt nedre länkarmar, kommer att vara en viktig tillämpning. Men egentligen kan alla dessa HR-stål – HR800CP, HR800HER-75 och HR800HER-100 – vara lämpliga för tillämpningar med hög kantduktilitet som kräver goda utmattningsegenskaper. Till exempel delar som ständigt rör sig och skakar. Så jag föreställer mig multilänkupphängningar, länkarmar, torsionsstavar och hjälpramar.
Jag betraktar de här stålen som ”den gyllene medelvägen” när det gäller önskade egenskaper. Vid ett hastigt påseende verkar flera av dessa egenskaper vara motsägelsefulla: formbarhet kontra hög hållfasthet, hög kantduktilitet kontra goda krockegenskaper. Men dessa stål kombinerar samtliga dessa egenskaper – och i synnerhet har de mycket hög kantduktilitet.
Robert Ström: Du kan beställa dem nu med hjälp av Docol® AHSS provplåtsprogram och vi har många kunder som testar dem. Samtidigt genomför SSAB långsiktiga utmattningstester i låg och hög cykel.
Daniel Sund: Ja, vi uppmuntrar kunderna att testa produkterna. Det kan handla om en ny konstruktion eller en befintlig del som har haft problem med kantsprickor.
Marcus Folmerz: Ja. Som hjälp i konstruktionsarbetet och formningssimuleringarna kan kunderna kontakta sin Docol® representant för AutoForm-korten för HR800CP, HR800HER-75 och HR800HER-100. Eller låta en representant ge dem tillgång till nedladdningsportalen för Docol®formningsdata. Och som alltid kan SSABs Knowledge Service Center hjälpa dig att förbereda dina simuleringar av nya Docol AHSS-sorter.
Vill du upptäcka unika biltillämpningar, prova nya produktionsmetoder eller skapa lättare komponenter som ger bättre bränsleeffektivitet, krockprestanda och hållbarhet?
HSLA-stål med hög kantduktilitet, avsevärt förbättrad lokal formbarhet och höga hålexpansionstal är idealiskt för utmanande fordonskomponenter med komplex utformning på klippta sträckta kanter.
Docol® stål är avsett specifika konstruktionsändamål och väljs av konstruktörer för en mängd olika tillämpningar. De används av fordonstillverkare och deras underleverantörer i miljontals bilar runt om i världen.