5 yeni EV optimizasyonlu otomotiv çeliği: CR1900M, HR1500M, 1000CP, 800HER ve 1000DH-GI

Docol Soğuk Haddelenmiş AHSS Çelikler Ürün Müdürü José Puente Cabrero'nin belirttiği üzere, SSAB yakın zamanda Docol 1900 MPa martensitli otomotiv çeliği sınıfında çalıştığını duyurdu.

İlk üretim denemeleri, SSAB'nin mevcut çelik üretim hatlarının 1900 megapaskal martensitli çeliği üretebildiğini kanıtlıyor. Geliştirme planlandığı gibi devam ederse, Docol 1900M, şimdiye kadar sunulmuş, soğuk şekillendirilen beyaz gövde (BIW) parçaları için en güçlü AHSS çelik olacak.

Puente Cabrero, "EV'lerin payı hızla artıyor ve daha yüksek bir tempoyla artmaya devam edecek," diyor. "Aynı zamanda EV'lerin ortalama ağırlığı da arttı. Bunun nedenleri arasında sürüş menzilindeki genişleme ve ayrıca aktif güvenlik, sürüş performansı ve konfor için elektronik bileşenlerdeki artış yer alıyor."

"Çarpışma gereklilikleri de daha sıkı hale geldi. SSAB, araç ağırlığını optimum seviyede tutarken, daha yüksek kuvvetlere dayanabilen bir otomotiv çeliğine ihtiyaç duyulduğunu görüyor."

1900 martensitli çelik için umut verici BIW uygulamaları  arasında, enine ve boylamasına kirişler, takviyeler ve EV akü paketi koruması yer almaktadır.

Puente Cabrero, "Akü hücreleri ile BIW deformasyon bölgeleri arasındaki boşluk, akü paketine daha fazla hücre eklendikçe sürekli olarak azalıyor," diyor. "Akü paketi muhafazalarının tasarımcıları, bir yandan ağırlığı ve maliyeti göz önünde bulundururken bir yandan da darbe koruması için modellemeye gitgide daha fazla güç katmak zorunda."

"1900M UHSS, EV OEM'lerine şu anda mevcut olmayan güçlü, uygun maliyetli ve hafif tasarım seçeneklerini sunabilir."

Haddeli şekillendirme muhtemelen 1900 martensitli şekillendirmenin en yaygın yolu olacaktır, ancak parça çok karmaşık değilse ve geri yaylanma doğru modellenip telafi ediliyorsa, soğuk stampalama mümkün olabilir.

Gelecekte 1900 MPa'dan daha güçlü olan martensitli otomotiv çelikleri  beklemeli miyiz?
Puente Cabrero, "Daha yüksek dayanımlar, şekillenebilirlik ve süneklik arasında bir denge var," diyor. "Bir otomotiv parçasında ne kadar daha yüksek dayanımlı çelik kullanılabileceği, OEM'nin tasarım felsefesine, üretim uygulamalarına ve SSAB malzeme uzmanlarının geliştirmenin ne kadar erken aşamalarında devreye girdiğine bağlıdır."

"Dijitalleşmedeki üssel ilerlemeleri ve dijitalleşmenin malzeme tasarımı ve üretim teknolojilerine getirdiği fırsatları göz önünde bulundurursak, eğer 1900 MPa son sınır olsaydı şaşırırdım. Ayrıca Docol DNA'mızın da bir parçasıdır: Çelik dayanımında ne kadar yükseğe çıkabiliriz? Daha yüksek gigapaskal dayanıma sahip çelikler, gelişmiş araba performansı, daha yüksek güvenlik ve çevresel sürdürülebilirlik gibi konularda katkıda bulunmaya devam ettikçe, biz de sınırları zorlamaya devam edeceğiz."

Puente Cabrero sözlerini şöyle tamamlıyor: "SSAB bu sınıf için şimdilik '1900M' adını kullanıyor, ancak piyasaya süreceğimiz son teknik özelliklerin nasıl olacağını geliştirme sürecimiz belirleyecek."

Bir akü kasasının bu kısmi prototipinde Docol EV Tasarım Konseptinin ana fikirleri kullanılıyor: enerjiyi emen eşik kirişleri (burada bir yan direk darbe testinden sonra gösterilmiştir) ve enerjiyi aktaran taban traversleri, ultra yüksek dayanımlı martensitli çelikle haddeli şekillendirilebilir.

Şekillendirme sınırlamalarını azaltırken dayanımı arttırma: Docol HR800HER

Docol Sıcak Haddeli AHSS çelikler Ürün Müdürü Daniel Sund, "Otomobillerin elektriklendirilmesi, yeni sıcak haddelenmiş AHSS çeliklerin geliştirilmesini ve benimsenmesini kesinlikle hızlandırıyor," diyor.

Geleneksel olarak, AHSS dayanım seviyelerinin artırılması şekillenebilirlikte bazı tavizlerin verilmesine neden olmuştur. Sund, "Yeni ve özel Docol HR800HER (delik genişletme oranı) kalitelerimiz, şasi tasarımcılarına dayanımı artırma ve ağırlığı azaltma imkanlarını sağlarken, şekillendirmedeki sınırları da azaltıyor," diye açıklıyor.

Docol HR800HER-75 ve Docol HR800HER-100, sırasıyla %75 ve %100 tipik delik genişletme hızları ve garantili %45 ve %65 genleşme oranları sağlar. Her iki 800 MPa çelik de artık ticari satışa sunulmuştur ve Docol kompleks faz sınıflarıyla gruplandırılmış olarak bulunabilir.

Bu 800 megapaskal çelikler, çok gelişmiş ve karmaşık şasi şekillerine yönelik - örneğin karmaşık germe kenarlara ve geniş flanşlamaya sahip tasarımlar," diyor Sund. "Bu sınıfların, OEM ve Yan Sanayi üreticilerinin kritik parçalarda karmaşık geometrilere dönüştürülebilecek güçlü ve hafif malzemeler aradığı EV şasi tasarımlarında hızla standart hale geleceğine inanıyorum."

"Ama Docol HR800HER sınıfları aynı zamanda üretim sırasında kenarları çatlayan parça tasarımları için de 'sorun çözücü'," diyor Sund. "%75 ve %100 tipik delik genişletme oranları, son derece yüksek kenar sünekliğini net bir şekilde göstererek mikro çatlak oluşumuna karşı üstün bir güvenlik payı sağlar."

Denemeler için sıcak haddelenmiş 1500M mevcuttur

Diğer bir özel Docol: 4,0 mm kalınlığa kadar sıcak haddelenmiş 1500 MPa martensitli çelik sınıfları artık deneme testi için sunulmaktadır.

"Ağır taşıtlar -EV'leri düşünün- hem daha güçlü hem de daha kalın yapısal AHSS'lere ihtiyaç duyacak," diyor Sund. "Daha ağır binek araçlar, hafif ticari araçlar ve kamyonlar için EV akü paketi korumasını hayal edin. Güncellenmiş, daha sıkı yan darbe testlerini kullanarak 5 yıldızlı derecelendirmeleri hedefleyen yeni kapı eşiği tasarımları. Kamyon şasileri için takviyeler. Ve her türlü araç için tamponlar ve traversler. "

"Sund, "SSAB'nin soğuk haddelenmiş Docol 1500M'i birkaç yıldır satışta," diye açıklıyor. "Docol CR1500M ile başladık, ardından yeni sıcak haddelenmiş modelde, CR'mizin bir HR çeliğindeki mekanik özelliklerine uyum sağlayabilmesi için ebat aralığını genişlettik. Hatta hem soğuk haddelenmiş hem sıcak haddelenmiş Docol 1500M için aynı mekanik özellikleri garanti ediyoruz."

OEM ve yan sanayilerin yapacağı deneme testleri Docol HR1500M'nin son haline getirilmesinde kritik bir önem taşıyacak. "OEM'lere, dört milimetre kalınlığında sıcak haddelenmiş 1500 martensitli malzemenin gelişmiş şekillendirilmesi için ihtiyaç duydukları malzemeyi sağlamak istiyoruz. Tabii ki sonuçta önemli olan, gerçek dünyadaki şekillendirme doğrulamasıdır."

Yüksek yorulmalı şasi kullanımları için sınıfının en iyisi HR1000CP çelik

Sund, "HR1000CP bugün piyasada bulunan en yüksek dayanımlı, sıcak haddelenmiş kompleks fazlı çeliktir," diyor. Docol HR1000CP, 2020 Yaris modelinde alt kontrol kolunun ağırlığını azaltmak isteyen Toyota ve Gestamp'tan gelen paha biçilmez girdiler ile geliştirildi.  

"Toyota, Gestamp tarafından test edilen ve onaylanan çok sıkı yorulma standartlarını içeren kendi 1000CP spesifikasyonlarını geliştirdi," diyor Sund. Şu anda 1000CP için bir VDA standardı taslağının yanı sıra, SSAB'nin kendi standardı ve SSAB'nin Toyota'da olduğu gibi belirli OEM standartlarını karşılayabilme kabiliyeti de var.

"Birlikte, Docol 1000CP çeliği için çeşitli farklı konseptleri gözden geçirdikten sonra, yorulma performansı ve şekillenebilirlik açısından en iyi olan sonucu (şimdiki mevcut sınıf) elde ettik."

Sund devam ediyor, "Docol HR1000 kompleks faz çelikler kontrol kolları için sıkı yorulma gereksinimlerini karşılıyorsa, bence güçlü olması, hafiflik ve dayanıklılık sağlaması, ve uygun maliyetli olması gereken diğer birçok üst kalitede şasi parçası için iyi bir adaydır."

Docol HR1000CP şu anda 2,5 mm ila 3,8 mm kalınlıklarda satılırken, gelecekte 2,0 mm ila 4,5 mm arası kalınlıkların sunulması hedef alınmaktadır.

"Docol HR1000 kompleks faz çelikler kontrol kolları için sıkı yorulma gereksinimlerini karşılıyorsa, bence güçlü olması, hafiflik ve dayanıklılık sağlaması, ve uygun maliyetli olması gereken diğer birçok üst kalitede şasi parçası için iyi bir adaydır."

Docol Metal Kaplamalı Otomotiv Çelikleri Ürün Müdürü Matti Säily, "Otomotiv OEM'leri, beyaz gövde parçaları için sıcak daldırma galvanize 1000 MPa AHSS çelikleri kullanma opsiyonunu gitgide daha fazla istiyor," diyor.

Ancak aynı zamanda daha karmaşık şekiller için yüksek şekillenebilirliğe ihtiyaç duyarlar. Säily, "Docol CR1000DH'nin şekillenebilirliği, CR800DP'den kolayca geçişe olanak sağlıyor," diyor. "CR1000DH önemli ölçüde ağırlık tasarrufu ve tasarımcı esnekliği sağlıyor - çünkü karmaşık, derin çekilmiş parçalara kolayca presleniyor."

"Ve modern parça şekillendirme teknikleri kullanıldığında Docol CR1000DH CR600DP'nin (çift fazlı) bile yerini alabilir."

Yüksek şekillenebilirliğe sahip Docol çift fazlı çelik , daha fazla yer tasarrufu sağlarken aynı zamanda parça sayısını da düşüren optimize edilmiş BIW tasarımlarına uyum sağlar. 1000 MPa çekme dayanımı, ağırlığı azaltmak, taşınan yükü artırmak veya darbe direncini iyileştirmek için ya da tüm bu hedeflerin bir kombinasyonu için kullanılabilir.

Docol CR1000DH-GI için müşteri denemeleri yeni açılmıştır ve hem 590 MPa hem de 700 MPa akma dayanımlı sürümler için mevcuttur. Docol CR1000DH-GI'nın ilk ticari teslimatları Eylül 2022'de planlanıyor.  Docol CR1000DH-GI için ön veri sayfası  şimdi mevcuttur.

Säily, "Docol CR590Y980T-DH için, sıcak daldırma galvanize versiyonumuza ek olarak, piyasadaki ilgiye cevaben  galvaniz tavlı bir çelik sınıfı  geliştirmeye başladık," diyor. "Ayrıca yeni, sıcak daldırma galvanize 1200 MPa çift fazlı yüksek şekillenebilirlik sınıfında da çalışıyoruz."

Säily, daha yüksek dayanım ve şekillenebilirlik sunan daha iyi bir çeliğin, daha iyi BIW tasarımlarına olanak tanıdığına inanıyor. "Burada önemli olan tasarım özgürlüğü: Tasarımcının şekillendirmeyle ilgili pek çok endişesini ortadan kaldırıyoruz, karmaşık parçalar için seçenekleri açıyoruz ve aynı zamanda beyaz gövdenin güçlendirilmesini ve hafifletilmesini sağlıyoruz."

"Otomotiv OEM'leri beyaz gövde parçaları için sıcak daldırma galvanize 1000 MPa AHSS çelik kullanabilmeyi gitgide daha çok istiyor, ama daha karmaşık şekiller için yüksek düzeyde şekillenebilirliğe de ihtiyaçları var."