Ağırlığı azaltır, dayanımı artırır

Yenilikçi ve yüksek performanslı yeni çelik sınıfları hızla gelişiyor. Bazı uygulamalarda standart çeliğe oranla daha güçlü olması ve daha iyi güvenlik performansı sergilemesinin yanı sıra, daha hafif konstrüksiyonlara olanak tanıyarak daha az yakıt tüketimi ve neticede daha temiz bir dünyaya katkıda bulunur.

Gelişmiş yüksek dayanımlı çelik (AHSS) ve ultra yüksek dayanımlı çelik (UHSS) özellikle otomotiv sektöründe çığır açmaya devam ediyor ve bu devrime Docol® çelikler de katılıyor. Dünyanın büyük OEM'lerinin neredeyse tümünün modern arabalarında, koltuk çerçevelerinden koruyucu yan darbeye, çatı kirişlerine ve tampona kadar gitgide artan sayıda parçada bulunabiliyor.

Docol® AHSS'nin avantajları

Docol® AHSS'nin mukavemeti, tasarımcıların yapısal performanstan taviz vermeden daha az malzeme kullanabilmesine olanak tanır. Çift fazlı ve martensitli çelikler, çok yüksek başlangıç akma dayanımlarıyla sunulmaktadır. Ayrıca, şekillendirildiklerinde belirgin bir işlem sertleşmesi ve boyama işleminde bir fırında sertleşme etkisi sergilerler.

İşlem sertleştirme etkisi %2 gerinimde yaklaşık 150 MPa'dır, ve tipik bir boyama prosesinde buna karşı gelen fırında sertleştirme etkisi 50 MPa'dır.

İşlemle ve fırında sertleştirme etkilerine ek olarak AHSS bir gerinim hızı sertleştirme etkisi de sergileyerek, daha yüksek deformasyon hızında daha yüksek gerilimleri taşırlar. Bu etki, bir araba kazasında ortaya çıkan yüksek gerinim hızlarında yaklaşık 100 MPa bir artışa karşılık gelir.

Ağırlık tasarruf potansiyeli

AHSS'nin yüksek dayanımı beyaz gövde (BIW), tampon sistemleri, kapı yan darbe kirişleri, koltuk yapıları ve daha birçok öğenin hafifletilmesine yardım edebilir. Potansiyeli tam olarak gösterebilmek için, aşağıda iki teorik örnek verilmiştir. Eğer sacda bir basit membran gerilim durumu varsa (Şekil 1a), gerilim, kalınlığın 1 fazlasına doğrusal orantılıdır. Eğer basit bükülme gerilimi durumu varsa, stres kalınlığın karesi üzerinden 1'e orantılıdır (Şekil 1b).

Şekil 1: Plaka ve kaplama aksiyonu

Daha büyük gerilimlere dayanabilen bir malzeme kullanılmasıyla, performans eşdeğerde tutulabilirken kalınlık azaltılabilir. Şekil 2'de iki senaryo için ağırlığı azaltma potansiyeli gösterilmiştir.

Gerçek güvenlik parçalarında, olası ağırlık azaltımı birçok durumda bu iki uç noktanın arasındadır. Ancak, ince tasarımlarda lokal burkulma meydana gelebileceğinden, büküm durumu muhafazakâr bir alt sınır değildir.

Şekil 2'de de görüldüğü gibi AHSS'de, malzemenin tam potansiyelini kullanabilmek için lokal bükülmeyi önleyici tedbirlere daha fazla odaklanılması gerekiyor. Basit bükülme geriliminden kaçınmak için önlemler alınması gerekir. Genel bir bükme momenti, kiriş kullanarak en iyi biçimde aktarılabilir. Haddeli şekillendirilmiş profiller veya borular, bükme momentini sürdürecek en uygun geometriyi tasarlamak ve oluşturmak için mükemmeldir.

Şekil 2: AHSS kullanarak membran ve bükülme gerilimi durumları için ağırlık azaltımı. Belirtilen çelik sınıflarının akma dayanımı, %2 pekleşme ve boyamadan sonraki akma dayanımına karşılık gelir.