Autóalkatrészek gyártása harmadik rész

PHS acélok meleg formálása

Meleg formálás

Az acél meleg formálása egy komplex formálási és edzési operáció. A folyamat során az első lépés az ausztenizálás, amikor az anyagot felmelegítik az ausztenizáló zónába és abban tartják, amíg ki nem alakítják a teljesen homogén ausztenit mikrostruktúrát. A formázás ebben a fázisban történik; ezután az adott elemet gyorsan, de kiegyensúlyozott tempóban lehűtik (kritikus hűtési ráta), ami martenzites mikrostruktúrát fog eredményezni. A melegítés, megtartás, formázás és gyors hűtés kombinálásával az összetett részeket is kiváló erősségű elemekké tudják formálni.

Phs acélok

Számos különböző technológiai folyamat variálható a melegnyomásos formálásnál; a két nagy kategória a közvetlen és a közvetett formálás. A közvetett, direkt vagy egyfázisú formálás esetén az üres lemezt közvetlenül ausztenizálják és azután helyezik át a préselő gépbe és hűtik le a formázógépben, amivel erős szilárdságot érnek el. A közvetett vagy kétfázisú formálásnál, a kezdeti lemezt még hideg állapotban formálják és esetleg azután formázzák tovább vagy kalibrálják felhevítve is. Az ausztenizálás és az azt követő kioltás kihagyhatatlan szemek a formázás láncolatában, hogy elérjék a megfelelő erősségű matériát. A PHS acélok meleg megmunkálási ciklusáról alább látható egy kép.

Tovább variálható még a két fő típusú megmunkálás: az elem végső mikrostruktúrája és a mechanikai tulajdonságai is hatékonyan kontrollálhatók a célhőmérséklet magasságán és a lehűtési ciklus gyorsaságán keresztül is. A célhőmérséklet alapján további két alkategóriát különíthetünk el: teljes ausztenizáció, mint alaptípus, amikor egy konstans értéken van tartva a hőmérséklet. A másik alternatíva, amikor egy interkritikus (az előző megoldáshoz képest magasabb) sávban van tartva a hőmérséklet (az ábrán: Ac1 és Ac3). Ez azt jelenti, hogy nincs teljes ausztenizáció, a kiindulási mikrostruktúra ebben a hőmérsékleti sávban tartalmaz ferriteket (vas-oxid-alapú kerámiaanyag) és ausztenitet is. Ebben az esetben csak az ausztenit tartalom transzformálható martenzitté (nagyon kemény szövetelem) és a végső mikrostruktúra – a formázás és lehűtés befejezése után – tartalmaz még ferritet is. Ez nyilvánvalóan alacsonyabb erősséget eredményez a teljes ausztenizációhoz képest; viszont ez egy bizonyos szintű hajlékonysággal és keménységgel is jár egyúttal.

Hűtés sebessége

A másik alkategória a hűtés sebességével függ össze. Ha a hűtési ráta alacsonyabb egy kritikus értéknél, akkor a végső mikrostruktúra a martenzitek mellett tartalmazni fog bainitet (nikkel-vas kristályokból álló lemezes mintázat) is. A bainit minőségének függvényében ez ismét csak gyengébb szilárdságot jelent, de a megnövekedett keménységgel együtt ez összességében előnyös a karosszériaelem törésállóságát tekintve, hiszen a bainitnek jó az energiaelnyelő képessége.

www.sciencedirect.com