Mechanical and corrosion behaviour of hot stamped 22MnB5/Usibor 1500 steel alloy Yb:YAG continuous fiber laser weldments

• Autorzy: El-Aziz A. M. , Sharaf W. , Drechsel J. , Exner H.

Warianty tytułu

PL

Zachowanie mechaniczne i korozyjne tłoczonych na gorąco stopów stali 22MnB5/Usibor 1500 spawanych z użyciem laserów włókowych pracujących w reżimie pracy ciągłej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The hot stamped 22MnB5/Usibor 1500 is one of the best steel alloys used today in the car manufacturing industry. Therefore, the welding and their effect on the properties of this alloy is the study concern for the application. The aim of this work is to investigate and compare between the metallurgical, mechanical, and corrosion behavior of butt welding of 22MnB5 without Al/ Si layer and with Al/Si layer (Usibor 1500) steels. The welding was carried out byYb:YAG continuous fiber laser with material thickness 1.0 mm. The welding bead slightly increases with the increase of laser welding velocity. The heat affected zone (HAZ) width isinversely proportionate to the laser welding velocity. AlthoughUsibor 1500 steel undergoes a martensite structure, however its structure in the HAZ and fusion line is dependent on laser welding velocity. Higher ferrite content was observed in the HAZ with higher laser velocity. The hardness distribution was signifi cantly affected with the changes in the microstructure. Electrochemical corrosion testing was used to evaluate the corrosion behaviour of the welded workpieces. The welded material is more susceptible to pitting than the un-welded material. Higher corrosion resistance was obtained in case of coated than rather uncoated workpieces.

PL

Tłoczona na gorąco stal 22MnB5/Usibor 1500 jest jednym z najlepszych stopów stosowanych dziś w branży motoryzacyjnej. Spawanie tych stali oraz zrozumienie wpływu spawania na ich właściwości jest kluczowe. Celem pracy jest zbadanie i porównanie zachowania doczołowo spawanej stali 22MnB5 bez warstwy Al/Si i stali Usibor 1500 z warstwą Al/Si. Spawanie wykonano za pomocą lasera włóknowego Yb:YAG pracującego w reżimie pracy ciągłej z użyciem materiału o grubości 1,0 mm. Grubość spoiny lekko rośnie wraz ze wzrostem prędkości spawania. Szerokość strefy wpływu ciepła jest odwrotnie proporcjonalna do szybkości spawania. Mimo, iż stal Usibor 1500 wykazuje strukturę martenzytyczną, jej struktura w strefie wpływu ciepła oraz linia wtopienia zależy od szybkości spawania. Wyższą zawartość żelaza zaobserwowano w strefie wpływu ciepła przy zastosowaniu większej szybkości spawania. Rozkład przestrzenny twardości uległ znacznemu zróżnicowaniu w związku ze zmianami w mikrostrukturze. Do oceny zachowania korozyjnego spawanych detali użyto elektrochemicznych badań korozyjnych. Spawany materiał jest bardziej podatny na wżery niż materiał niespawany. Wyższą odporność korozyjną stwierdzono w przypadku detali z warstwą Al/Si.

Słowa kluczowe

EN

22MnB5; steel; fiber laser welding; hot stamping process; corrosion

PL

stale; 22MnB5; spawanie; laser włóknowy; tłoczenie na gorąco; korozja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 7
• Strony: 242--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys, tab., wykr.

Twórcy

autor

El-Aziz A. M.

• German University in Cairo, Materials Science Department, New Cairo, Egypt

autor

Sharaf W.

• German University in Cairo, Materials Science Department, New Cairo, Egypt

autor

Drechsel J.

• Hochschule Mittweida (FH), Mittweida

autor

Exner H.

• Hochschule Mittweida (FH), Mittweida

Bibliografia

• 1. A. Turetta, S. Bruschi, A. Ghiotti, Journal of Materials Processing Technology, 177 (2006) 396-400.
• 2. J. Larsson, High quality welding of weight optimized passenger car bodies, Volvo Car Corporation.
• 3. M. Naderi, V. Uthaisangsuk, U. Prahl, W. Bleck, Steel research int. 79 No. 2 (2008) 77-84.
• 4. ”Hot-stamping boron-alloyed steels for automotive parts, Part II: Microstructure, material strength changes during hot stamping’’, Stamping Journal, an fma publication 14-15 (2007).
• 5. A. Naganathan, Hot stamping of Manganese Boron Steel, Master Thesis of The Ohio State University (2010).
• 6. H. Karbasian, A.E. Tekkaya; Journal of Materials Processing Technology 210 (2010) 2103-2118.
• 7. M. Naderia, M. Ketabchia, M. Abbasia,W. Bleckb, Journal of Materials Processing Technology 211 (2011) 1117-1125.
• 8. M. Naderia, M. Ketabchia, M. Abbasia, W. Bleckb, Procedia Engineering 10 (2011) 460-465.
• 9. A. Naganathan, L. Penter, Sheet Metal Forming-Processes and Applications, Hot Stamping, ASM International (2012).
• 10. R. Veit, H. Hofmann, R. Kolleck, S. Sikora, International Conference on Advances in Materials and Processing Technologies (2010), 769-774.
• 11. Introduction to Industrial Laser Materials Processing’, Rofi n-Sinar Laser GmbH Hamburg (2004).
• 12. M. Suehiro, J. Maki, K. Kusumi, M. Ohgami, T. Miyakoshi, Nippon Steel Technical Report No. 88 (2003) 16-21.
• 13. S. Shi, S. Westgate, PICALO 2008, (2008) 306.
• 14. P. Norman, G. Wiklund, P. Janiak, N. Malmberg, A.F.H. Kaplan, ”Comparison of 22MnB5-Steel with and without AlSi-coating during laser hybrid arc welding’’; Conference on Laser Materials Processing in the Nordic Countries (2011).
• 15. C. Kim, M.J. Kang, Y.D. Park, Procedia Engineering 10 (2011) 2226-2231.