Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Roll Force Decrease in Hot Rolling of Dp600 Steel Grade by Use of Roll Gap Lubrication

Kaźmierski Tomasz, Krawczyk Janusz

Tribologia

|

2023

|

nr 2

27--33

EN

The force required for plastic deformation of steel in the hot rolling process is an important parameter which impacts roll wear, strip steering in finishing stands, shape and profile of the rolled strip and energy consumption. Theoretically, the roll force could be effectively decreased by rolling strips with higher temperatures and a lower speed or by reducing the strip’s input thickness. Due to the required mechanical properties of hot rolled strips as well as the continuous drive toward increased rolling line productivity and cost optimisation, in most cases, it is impossible to lower roll force by changing these two parameters. Roll gap lubrication effectively decreases the roll force, and lowering the friction between the work roll's surface and rolled material reduces roll force by 5% to 20%. Lower roll force brings obvious results in lower energy consumption, but even more important are benefits coming from lower work roll wear and improved strip shape and profile. These issues are particularly important during the hot rolling of dual-phase steel, which due to relatively low final rolling temperature (FRT), requires a higher roll force resulting from increased steel yield stress at lower temperatures.

PL

W procesie walcowania na gorąco siła konieczna do uzyskania pożądanego stopnia odkształcenia plastycznego materiału w kotlinie walcowniczej jest istotnym parametrem, wpływającym na stopień zużycia walców, prowadzenie pasma w klatkach walcowniczych, kształt i profil walcowanego pasma oraz zużycie energii elektrycznej. Efektywnymi sposobami zmniejszenia siły koniecznej do odwalcowania pasma w grupie klatek wykańczających mogłoby być prowadzenie walcowania w wyższej temperaturze i z mniejszymi prędkościami lub zmniejszenie wejściowej grubości pasma. Z uwagi na wymagane własności mechaniczne blachy po walcowaniu na gorąco, a także ciągłe dążenie do zwiększenia wydajności linii i optymalizacji kosztów, najczęściej nie jest to możliwe. Skutecznym sposobem pozwalającym na zmniejszenie siły walcowania jest zastosowanie smarowania kotliny walcowniczej. Zmniejszenie tarcia pomiędzy powierzchnią walców i walcowanym materiałem pozwala uzyskać spadek siły na poziomie 5–20%. Spadek siły walcowania przekłada się wprost na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej, jednak najważniejsze są korzyści związane ze zmniejszonym zużyciem walców roboczych i lepszą kontrolą kształtu pasma. Kwestie te nabierają szczególnego znaczenia podczas produkcji blachy o strukturze dwufazowej, która z uwagi na wymaganą stosunkowo niską temperaturę końca walcowania charakteryzuje się dużym oporem odkształcenia skutkującym występowaniem dużych sił w trakcie walcowania w grupie klatek wykańczających.

2

Tailoring the mechanical properties of austempered low‑carbon ferritic-bainitic/martensitic dual‑phase steel

Motallebi Reza, Mirzadeh Hamed

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e32, 2023

EN

A simple heat treatment of austenitization followed by austempering was proposed to obtain ferritic-bainitic/martensitic dual-phase (DP) microstructure with ~ 18% bainite and ~ 30% martensite in low-carbon steel, which provides a promising way for processing of low-cost high-performance advanced high-strength steels (AHSSs) with improved strength-ductility trade-off, tensile toughness, and fracture behavior. The processed bainite-aided DP steel exhibited high yield stress and high ultimate tensile strength while maintaining high total elongation to failure, which were beyond the expected trends for conventional steels, ferritic-martensitic DP steels, and ferritic-bainitic DP steels. The continuous yielding behavior (with the disappearance of the yield point phenomenon) and more ductile fracture surface appearance were also remarkable. Accordingly, besides grain refinement by cold rolling and intercritical annealing, the present work proposed an alternative way for processing high-performance DP steels.

3

On the significance of intercritical annealing time in governing mechanical properties of lean composition dual-phase steel

Khorasani Fatemeh, Jamaati Roohollah, Aval Hamed Jamshidi

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e105, 2023

EN

In this study, the significance of intercritical annealing time in governing mechanical properties of lean composition dual-phase steel was investigated. The dual-phase steel was produced by 40% asymmetric cold-rolling followed by intercritical annealing at 860 °C for 1, 5, 10, and 20 min and water-quenching. It was found that in the 860-5 and 860-10 samples, island martensite forms at grain boundaries in the ferrite matrix and produced a chain-like structure. The martensite fraction increased by increasing the holding time of intercritical annealing from 1 to 10 min. Further increasing the holding time to 20 min, decreased the fraction of martensite. Increasing the martensite fraction reduced the carbon content of martensite, resulting in decreasing the hardness and strength but improving the ductility and formability of the martensite. The yield point phenomenon (YPP) was not visible in the dual-phase samples. The 860-1 and 860-20 DP steels revealed two-stage hardening behavior, while the 860-5 and 860-10 DP samples exhibited a three-stage behavior. The fracture surface of all samples consisted of many small and large dimples, implying ductile fracture. It was concluded that the α/α´ decohesion mode occurs when the martensite fraction in the microstructure was high enough.

4

Internal Friction Study on the Influence of Pre-Deformation on Hydrogen Embrittlement Sensitivity of Dual-Phase Steel

Pang Qihang, Geng Cong, Wang Jiaji, Li Weijuan, Guo Jing, Yu Xiaoming

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1315--1324

EN

In this study, an electrochemical method was used to permeate hydrogen through annealed DP590 steel under various pre-strain conditions (0-15%). Stress-strain and internal friction-temperature curves of the dual phase (DP) steel were obtained from slow strain-rate tensile tests and internal friction measurements, respectively. The diffusion of interstitial atoms, formation of Cottrell atmospheres, and embrittlement mechanism of DP steel were investigated under different prestress conditions before and after hydrogen permeation. The results show that the tensile strength of DP steel first decreases and then increases and the elongation sharply decreases with increasing pre-strain. The strength and ductility present similar trends with changes in pre-strain before and after hydrogen charging, however, after hydrogen charging, an obvious increase in tensile strength and decrease in elongation are observed. Furthermore, the γ peak amplitude decreases and the Snoek-Ke-Koster (SKK) peak amplitude increases with increasing internal pre-strain according to the friction-temperature curve. The γ peak and SKK peak exhibit the same trends with increasing pre-strain before and after hydrogen charging and both the γ peak and SKK peak decrease with hydrogen charging. The dislocation density in DP steel increases after hydrogen charging.

5

Research of the dual phase steel DP450 properties from the forming aspects

Bilik Jozef, Tittel Viktor, Sobota Robert, Suba Roland

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2019

|

Vol. 86, nr 1

14--17

EN

The paper is focused on study of plasticity and formability of dual phase steel DP 450, which is used in automotive industry. The paper shows results from tensile test for plasticity determination and also results of technological tests for complex evaluation of formability. These consisted from Erichsen cup test, Fukui test and Schmidt test. The paper shows also results of microhardness measurement.

PL

Artykuł koncentruje się na badaniu plastyczności i odkształcalności stali dwufazowej DP 450, która jest stosowana w przemyśle motoryzacyjnym. W pracy przedstawiono wyniki prób rozciągania dla określenia plastyczności, a także wyniki testów technologicznych dla kompleksowej oceny odkształcalności. Składały się one z testu pucharowego Erichsena, testu Fukui i testu Schmidta. W pracy przedstawiono również wyniki pomiaru mikrotwardości.

6

Structure and mechanical properties of dual-phase steel following heat treatment simulations reproducing a continuous annealing line

Radwanski Krzysztof, Kuziak Roman, Rozmus Radoslaw

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 2

453--468

EN

In the presented investigation, cold-rolled sheets of a selected dual-phase (DP) steel were heat-treated according to varying thermal profiles, thus reproducing continuous annealing process. Initially the samples were soaked at 780 and 810 °C for 0–60 s followed by water cooling. Next, samples were preliminary treated by applying the same conditions, however after water cooling these compositions were subject to tempering at 230, 380 and 460 °C for both 60 and 240 s. The characterization of the effect of heat-treatment parameters on the mechanical properties and structure is the main objective of this investigation. Mechanical properties of the samples after applied thermal profiles were in line with those requirements imposed on the commercial sheets of DP steels. The obtained results of the investigation showed that tempering deteriorates the Yield Ratio, defined as Rp0.2/Rm. This was caused by the martensite decomposition combined with carbide precipitation processes. Transmission electron microscopy observations revealed precipitated carbides, Fe3C in martensitic and M7C3 in ferritic areas. The quantitative results of the structural investigation were then applied to predict the Rp0.2 and Rm using the Perlade model. The results indicate that discrepancies between the measured tensile tests and calculated Rp0.2 and Rm do not exceed 10%.

7

Investigation of mechanical properties of MIG-brazed joints of DP600 steel plates using different working angle

Varol F., Özsaraç U., Ferik E., Aslanlar S., Onar V.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 76, nr 1

21--25

EN

Purpose: In this study, DP 600 (Dual Phase) steel plates having 1 mm thickness were joined by copper-based (CuAl8) wire in gas metal arc brazing technique. Specimens were prepared in joining forms as overlap joint. Design/methodology/approach: Brazing operations were done with five different working angles of 45°, 50°, 60°, 70° and 80°. CuAl8 wires composed largely of copper serves as the filler metal were used. Having accomplished the brazing operations; tensile properties of joints were detected, and micro and macro-structures of joints were investigated in order to see the joinability of DP 600 steel by gas metal arc brazing technique.

8

Investigation of mechanical properties of MIG-brazed DP600 steel plates using different arc voltage

Varol F., Onar V., Aslanlar S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 75, nr 2

66--70

EN

Purpose: In this study, the join ability of dual-phase automotive steel sheets by metal inert gas brazing method was aimed. DP 600 (Dual Phase) steel plate shaving 1 mm thickness were joined by copper-based (CuAl8) wire in gas metal arc brazing technique. Design/methodology/approach: Specimens were prepared in butt joint form. Brazing operations were done with nine different Brazing arc voltage of 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5and 14 V. A copper-based CuAl8 wire was used as filler metal. Having accomplished the brazing operations; tensile properties of joints were determined, and micro and macro-structures of joints were investigated in order to see the joinability of DP 600 steel by gas metal arc brazing technique. Originality/value: The tensile strength increased from 10 V to 12 V arc voltage and reached the maximum value as 640 MPa, and then decreased with increasing arc voltage.

9

Numeryczny model pękania dla stali dwufazowych

Perzyński K., Madej Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 4

141--146

PL

Celem badań jest opracowanie modeli numerycznych odzwierciedlających mechanizmy pękania w stali dwufazowej Dual Phase (DP), bazujących na koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału. Zaproponowane w pracy rozwiązanie wykorzystuje sprzęgnięcie dwóch podejść numerycznych szeroko stosowanych w symulacjach o charakterze komercyjnym: metody elementów skończonych i rozszerzonej metody elementów skończonych. Podejście takie umożliwia stosunkowo łatwe wykorzystanie modeli pękania kruchego oraz ciągliwego w praktycznych zastosowaniach ze względu na użycie standardowych rozwiązań stosowanych w aplikacjach numerycznych. Nowatorskie jest zastosowanie cyfrowej reprezentacji materiału i koncepcji modelowania wieloskalowego do opisu zachowania się materiału w niższych skalach wymiarowych. Opracowany model został zweryfikowany z wynikami pomiarów zrealizowanych podczas testu wywijania otworu (HE – Hole Expansion).

EN

Development of a robust model of failure for Dual Phase (DP) steels based on modern numerical approaches that take microstructure explicitly into account during simulation is the main aim of the paper. Modeling procedure is based on conventional numerical damage models, however combined with the DMR (Digital Material Representation) approach. As a result, a combined model of ductile and brittle fractures which occur in ferrite and martensite, respectively, was established. Ductile fracture is modelled by the Ductile Fracture criterion implemented within conventional FE model, while brittle one is predicted by more sophisticated eXtended Finite Element Method (XFEM). Proper data transfer protocols between these two methods were also proposed to create a hybrid numerical model. Developed solution was validated with experimental data from the hole expansion (HE) test.

10

Właściwości złączy spawanych ze stali dwufazowej DP600 metodą MAG

Ambroziak A., Białucki P., Derlukiewicz W., Lange A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 9

3--8

PL

W pracy przedstawiono wyniki statycznej próby rozciągania złączy, badań metalograficznych i pomiarów twardości spoin w złączach spawanych ze stali dwufazowej DP600 wykonanych z blachy o grubości 1,4 mm metodą MAG łukiem konwencjonalnym i łukiem pulsującym. Stwierdzono niewielki spadek twardości w strefie SWC i jego wpływ na położenie przełomu w próbkach rozciąganych złączy.

EN

In the present study, dual phase steel sheet with a thickness of 1,4 mm was subjected to MAG welding by conventional arc and pulsed arc The results of the tensile tests, metallographic examination and hardness measurements of welds in joints are discussed. It was found that a hardness drop occur in the HAZ zone influencing on decrease strength and localized on place of break during tensile testing.

11

Problematyka wytwarzania wyrobów ze stali AHSS

Nowicki M., Łukasik K., Tomczak J., Czachor R., Kuc J.

Przegląd Mechaniczny

|

2014

|

nr 5

17--22

PL

W artykule przedstawiono wyniki prowadzonych badań procesu tłoczenia elementów ze stali DP600. Omówiono właściwości stali DP600 oraz jej zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Następnie określono wpływ struktury stali DP600 na przebieg procesu tłoczenia oraz jakość uzyskiwanych wyrobów. W celu zlokalizowania obszaru najbardziej narażonego na powstawanie pęknięć przeprowadzono symulacje numeryczne MES, wykorzystując oprogramowanie Simufact Forming. W trakcie obliczeń określono rozkłady naprężeń zastępczych, na podstawie których prognozowano miejsca najbardziej wytężone.

EN

The paper presents the results of the research underjaken to investigate the drawing process of DP600 steel parts. The properties of steel DP600 and its application in the automotive industry are described. Then, the influence of DP600 steel structure on the process course and obtained products quality was determined. In order to localize the area most prone to cracking, FEM-based numerical simulations were conducted using software Simufact Forming. During the calculations the distributions of stress were determined, which have helped to predict the area most strenuous.

12

Influence of the welding process on martensitic high strength steel

Hanus P., Konecny M.

Production Engineering Archives

|

2014

|

Vol. 3, No. 2

31--34

EN

The subject of the study is martensitic 22MnB5 steels, which are used in the automotive industry. The main purpose of the performed analyses is a study of strength differences in heat affected zones of the spot welding. For the needs of the strength decrease assessment, the critical layer of the heat affected area was experimentally simulated. The aim of the work is to determine the most suitable methodology for evaluating the local changes of the elastic-plastic material response. The aim of this work is to determine the optimal methods for the determination of the yield strength and to find a firming trend in these zones.

13

Microstructure Evolution and Mechanical Properties of C-Mn Cold Rolled Dual Phase Steel after Continuous Annealing Process in Laboratory Conditions

Šebek M., Horňak P., Zimovčák P., Longauer S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

821--824

EN

The article deals with the influence of annealing parameters on evolution of microstructure and mechanical properties of dual phase steel. Dual phase steel was annealed in laboratory conditions according to the three chosen cycles of annealing: into intercritical region (780°C), into austenite region (920°C) and into austenite region (920°C) by subsequently cooling into intercritical region (780°C) with the hold at the temperature of 495°C. Simulation of annealing regimes by thermo-mechanical simulator Gleeble was done. The obtained microstructure consists from three phases: ferritic matrix, martensite and martensite/ bainite grains. For the microstructure identification the TEM and nanoindentation experiments were performed.

PL

Praca dotyczy wpływu parametrów wyżarzania na zmiany mikrostruktury i właściwości mechaniczne stali dwufazowej C-Mn. Stal dwufazową poddano wyżarzaniu w warunkach laboratoryjnych według trzech wybranych cykli: w zakresie między krytycznym (780°C). w obszarze austenitu (920°C) i w obszarze austenitu (920°C) ze schładzaniem do zakresu międzykrytycznego (780°C) przy temperaturze wytrzymania 495°C. Przeprowadzono symulację schematów wyżarzania przy użyciu symulatora obróbki cieplno-plastycznej Gleeble. Uzyskana mikrostruktura składa się z trzech faz: osnowy terrytycznej. martenzytu oraz ziaren martenzytu/bainitu. W celu identyfikacji mikrostruktury wykonano badania metodą TEM oraz nanoindentacji.

14

Realistic description of dual phase steels morphology on the basis of Monte Carlo method

Madej Ł.

Computer Methods in Materials Science

|

2012

|

Vol. 12, No. 3

197--206

EN

Development of appropriate algorithms for fast and reliable creation of digital representation of dual phase (DP) microstructures is described with the paper. Modified Voronoi tessellation and cellular automata grain growth algorithms are described first to highlight difficulties in realistic description of the DP morphology by artificial numerical approaches. To solve presented limitations a modified Monte Carlo algorithm dedicated to creation of 2D and 3D virtual representations of DP steel is proposed. Details of the developed approach as well as examples of obtained results are presented within the work. Finally obtained 3D digital representation of dual phase steel is subjected to numerical simulation of cold cube compression test to investigate differences occurring in the two phases during plastic deformation.

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu zaciskania tulei między innymi na linach stalowych przy pomocy obrotowych segmentów bruzdowych. Omówiono obszary zastosowań wyrobów typu liny i cięgna oraz przedstawiono sposoby wykonywania na nich zakończeń. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono w oparciu o metodę elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM - 3D. Omówiono modele geometryczne zastosowane w obliczeniach oraz wpływ kształtu wykroju na jakość wyrobu. Uzyskane wyniki analizy numerycznej wykorzystano w projekcie przyrządu do praktycznej realizacji tego procesu.

15

Multiscale modelling of stress and strain partitioning in high strength dual phase steels

Asgari A., Ghadbeigi H., Pinna C., Hodgson P.D.

Computer Methods in Materials Science

|

2012

|

Vol. 12, No. 3

163--174

EN

Multiscale modelling of stress and strain partitioning in DP steel was carried out using both realistic microstructure-based RVE models as well as stochastic microstructures generated by Monte Carlo method. The stochastic microstructure models were shown to resemble that of realistic microstructures, enabling research on the specific aspects of the microstructure that could be difficult to control and study during experimental work. One such feature of the realistic microstructures studied in this work was the grain size and microstructure morphology. The microstructures were generated with varying average grain sizes while all other parameters, such as boundary conditions, material properties and volume fractions of martensite and ferrite were kept constant. It is found that the effect of grain size is much more pronounced during the initial localisation of the plastic deformation at and around the interface of the phases. In addition, the decrease in ductility and increase in strength of the DP steels are directly related to the refinement of grain sizes of each phase and the stress-strain partitioning in between them.

PL

Wieloskalowe modelowanie rozdziału naprężeń i odkształceń w stalach dwufazowych (DP) przeprowadzono wykorzystując zarówno reprezentatywny element objętości (ang. representative volume element RVE) z rzeczywistą mikrostrukturą jak i stochastyczną mikrostrukturę wygenerowaną metodą Monte Carlo. Stochastycznie wygenerowane mikrostruktury przypominały te rzeczywiste, umożliwiając badanie specyficznych cech mikrostruktury trudnych do analizowania metodami doświadczalnymi. Jedną z takich cech była wielkość ziarna i morfologia ziaren. Mikrostruktury wygenerowano stosując różne średnie wielkości ziarna podczas gdy pozostałe parametry, takie jak warunki brzegowe, własności materiału oraz ułamek objętości martenzytu i ferrytu pozostawały niezmienione. W konsekwencji zaobserwowano, że wpływ wielkości ziarna jest bardzie widoczny w czasie inicjalizacji lokalizacji odkształcenia plastycznego oraz wokół powierzchni międzyfazowych. Dodatkowo stwierdzono, że spadek plastyczności i wzrost wytrzymałości stali DP są związane z rozdrobnieniem ziarna każdej z faz oraz z rozdziałem naprężeń i odkształceń między fazami.

16

Fast algorithms for phase transformations in dual phase steels on a hot strip mill run-out table (ROT)

Suwanpinij P., Prahl U., Bleck W., Kawalla R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2012

|

Vol. 12, no. 3

305--311

EN

The hot rolling of dual phase steel, alloyed with 0.064% C, 0.05% Al, 0.48% Cr, 0.93% Mn, and 0.41% Si, was simulated by a deformation dilatometer. To model the ferrite transformation behaviour on the run-out table, the rate law approach proposed by Leblond and Devaux was employed. It models the ferrite transformation kinetics as a function of holding temperature and austenite conditioning, which is achieved by varying the austenite grain size and retained strain. Its transformation kinetics during cooling to the coiling temperature was investigated by varying the carbon content of the remaining austenite. The martensite transformation kinetics was also modelled by Leblond and Devaux's approach with a parameter coupled to the Koistinen–Marburger model. The modelling shows that this alloying concept allows a large process window for both temperature and austenite grain size. Finally, a selected set of processing parameters was chosen and transferred to a pilot rolling mill. The mechanical properties of the rolled sheets are satisfactory.

17

Laser welding of DP steel – characterization of microstructure of steel and welded joint

Węglowski M. S., Stano S., Osuch W., Michta G.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

256-259

EN

In the present study, the characteristics of Nd:YAG laser welded joints of 600 MPa DP steel (HDT580X), 2.4 mm in thickness, in respect to microstructures and mechanical properties were investigated. The test joints have been welded under a shielding gas on the stand for robotic Nd:YAG laser welding. Three combinations of welding parameters were used: 2.0 kW - 2.1 m/min, 2.0 kW - 1.5 m/min and 1.5 kW - 1.2 m/min. Detailed examinations were performed on the joint welded at the highest speed. The microstructure was examined by the light, scanning (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The microstructure of heat affected zone (HAZ) was composed of ferrite, bainite and lath martensite, the weld contained lath martensite. The maximum hardness in the HAZ did not exceed 343 HV. The tensile strength of the welded joint was at the same level as that of the base material (630 MPa).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych i badań mikrostrukturalnych złączy spawanych wiązką laserową, wykonanych ze stali typu DP 600 MPa (HDT580X) o grubości 2,4 mm. Złącza zostały wykonane w osłonie gazowej na stanowisku zrobotyzowanym, wyposażonym w laser Nd:YAG. Złącza wykonano przy trzech zestawach parametrów: 2,0 kW - - 2,1 m/min, 2,0 kW - 1,5 m/min i 1,5 kW - 1,2 m/min. Szczegółowe badania mikrostrukturalne zostały przeprowadzone na złączu wykonanym z największą prędkością spawania. Badania przeprowadzono za pomocą mikroskopu świetlnego, SEM i TEM. Wyniki badań wskazują, iż SWC składa się z mieszaniny ferrytu, bainitu i martenzytu listwowego, a spoina z martenzytu listwowego. Maksymalna twardość nie przekroczyła wartości 343 HV. Wytrzymałość złączy spawanych była na tym samym poziomie, co materiału rodzimego (630 MPa).

18

Structural Characterization of Nd:YAG Laser Welded Joint of Dual Phase Steel

Węglowski M. S., Stano S., Michta G., Osuch W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

211-220

EN

Fuel economy and, thereby, weight reduction have become a point of considerable interest in the car industry over the past 20 years. The body-in-white, the heaviest and largest car component, comprises about 25-30 percent of the total weight of a medium-sized passengers car. Various new grades of steels with excellent formability have been developed, to meet the automotive industry reąuirements. The most popular grades of automotive steels are Dual Phase (DP) steels. In this paper the influence of laser welding technology on the microstructure of welded joint of a dual phase steel is presented. The test joint have been welded under a shielding gas on the stand for robotic Nd:YAG laser welding at the beam power of 2.0 kW and welding speed 2.1 m/min without filier metal. The microstructure of the 600 MPa DP steel (HDT580X steel) was investigated by means of light microscopy, scanning- and transmission electron microscopy. It was found that the steel exhibits fine grained microstructure consisting of ferrite and martensite - austenite (M-A) islands. Some martensite - bainite (M-B) and martensite - bainite - austenite (M-B-A) islands were also observed. The microstructure of the weld is composed of bainite and lathe martensite. In the Heat Affected Zonę (HAZ) the microstructure consists of lathe martensite, bainite and ferrite. The maximum hardness in the HAZ did not exceed 343 HV and the tensile strength of the welded joint (631 MPa) was at the same level as that of the base materiał (630 MPa).

PL

Oszczędność paliwa poprzez zmniejszenie masy pojazdu stała się głównym zadaniem, z jakim od ponad 20 lat zmaga się przemysł samochodowy. Karoseria samochodowa stanowi około 25-30 % całkowitej masy pojazdu średniej wielkości. Nowe gatunki stali o dobrej tłoczności są w stanie sprostać wymaganiom, jakie stawia przemysł motoryzacyjny. Do tych stali zaliczają się stale typu Dual Phase (DP). W pracy przedstawiono wpływ technologii spawania wiązką laserową Nd:YAG na strukturę złącza ze stali typu DP. Na podstawie przeprowadzonych badań za pomocą mikroskopu świetlnego oraz skaningowego i transmisyjnego mikroskopu elektronowego stwierdzono, że badana stal (HDT580X) wykazuje drobnoziarnistą strukturę ferrytyczną z wyspami martenzytyczno - austenitycznymi (M-A). W badanej stali można również zaobserwować obszary wysp martenzytyczno - bainitycznych (M-B) oraz martenzytyczno - bainityczno - austenitycznych (M-B-A). Przeprowadzone badania mikrostruktury ujawniły, że w spoinie złącza występuje struktura bainityczno-martenzytyczna (martenzyt listwowy). W strefie wpływu ciepła mikrostruktura składa się z martenzytu listwowego, bainitu i ferrytu. Maksymalna twardość w obszarze złącza nie przekroczyła wartości 343 HV, a wytrzymałość złącza (631 MPa) była na takim samym poziomie jak materiału rodzimego (630 MPa).

19

Właściwości złączy spawanych laserowo ze stali HDT580X

Węglowski M. S., Stano S.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2009

|

Vol. 29, nr 1

73-82

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych i strukturalnych złączy spawanych wiązką laserową wykonanych ze stali typu Dual Phase (DP) HDT580X. Celem badań było sprawdzenie możliwości wykonania prawidłowych złączy spawanych laserowo za pomocą lasera typu Nd:YAG bez materiału dodatkowego. W związku z tym określono wpływ parametrów spawania na właściwości mechaniczne i budowę strukturalną złączy wykonanych z blachy grubości 2,4 mm. Badania wykazały, że w szerokim zakresie parametrów spawania laserowego można wykonać złącze poprawne pod względem właściwości mechanicznych i strukturalnych. Wytrzymałość badanych złączy spawanych była na poziomie wytrzymałości materiału podstawowego, maksymalna twardość nie przekroczyła wartości 300 HV. Na podstawie badań strukturalnych stwierdzono, że spoiny wykazują strukturę bainityczno-ferrytyczno-martenzytyczną, przy czym wzrost prędkości spawania zwiększa ilość martenzytu. Wyniki prób technologicznych i badań niszczących pozwalają na stwierdzenie, że technika spawania laserowego laserem Nd:YAG jest w pełni przydatna do spawania blach ze stali typu DP 600.

EN

There have been presented the results of investigation of laser HDT 580X steel welds. The main goal of these researches was to check that Nd.YAG laser welding can be use to welding of Dual Phase steel, without filler metal. To this end, the influence of welding parameters on mechanical properties and microstructural characterisation of joint in 2.4 mm in thickness have been presented. The investigation revealed that in the wide range of welding parameters the good quality of joint is possible to achieve. The strength of welded joint has been at the same level as base material and the maximum level of hardness in the HAZ and weld zone (WZ) has not exceeded 300 HV. The microstructures of WZ contained bainite ferrite and martensite, and increase of welding speed cause increase volume of martensite in WZ. The results of technological trials and destructive examination of welds indicative that the Nd:YAG laser welding is useful welding technology to joint DP 600 plate steel.

20

Characteristics of Nd:YAG laser welded joints of dual phase steel

Węglowski M. S., Kwieciński K., Krasnowski K., Jachym R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. 9, no 4

85-97

EN

Examination results of microstructure, mechanical properties, fatigue strength and residual stresses of laser welded joints in dual phase HDT580X steel have been presented. The main goal of these studies was to verify whether Nd:YAG laser welding without filler metal can be used for welding of dual phase steel. In the frame of this investigation the microstructure has been studied by optical and scanning microscopy. Mechanical properties have been analysed by tensile, bend and hardness tests. Additionally fatigue tests and residual stress measurements were carried out. The results revealed that the HDT 580X steel is characterized by good laser weldability. The tensile strength of welded joints is at the same level as that of the base metal and the maximum hardness does not exceed 343 HV. The microstructure of welded joints is mainly composed of lath martensite in the weld and a mixture of lath martensite, bainite and ferrite in the heat affected zone (HAZ). The fatigue class FAT was determined, which is equal to 284 MPa and 150 MPa for base material and welded joint, respectively. Residual stresses determined by the hole drilling method and the videoextensometer were: [...]= 573 MPa and [...]=-126 MPa.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań strukturalnych, własności mechanicznych, oraz badań zmęczeniowych i pomiarów naprężeń własnych złączy spawanych wiązka laserową ze stali typu Dual Phase (HDT580X). Celem przeprowadzonych badań było sprawdzenie możliwości wykonania prawidłowych złączy spawanych laserowo przy użyciu lasera typu Nd:YAG bez materiału dodatkowego. Ocenę budowy strukturalnej złączy przeprowadzono przy użyciu mikroskopu optycznego i skaningowego, a materiału podstawowego dodatkowo przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Badania własności mechanicznych obejmowały próby statycznego rozciągania, zginania i pomiarów twardości. Dodatkowo przeprowadzono badania zmęczeniowe i pomiary naprężeń własnych. Przeprowadzone badania wykazały, że stal HDT 580 X jest łatwo spawalna przy użyciu wiązki lasera Nd:YAG. Wytrzymałość złączy była na poziomie materiału rodzimego. Maksymalna twardość w obszarze spoiny wynosiła 343 HV. Struktura spoiny składała się głównie z martenzytu listwowego, a SWC z mieszaniny martenzytu listwowego, bainitu i ferrytu. Kategoria zmęczeniowa FAT dla materiału podstawowego wyniosła 284 MPa, a dla złącza spawanego 150 MPa. Do wyznaczenia poziomu naprężeń własnych zastosowano zmodyfikowaną metodę otworkową. Pomiary odkształceń przeprowadzono przy użyciu wideoekstensometru. Naprężenia główne wyniosły [...]= 573 MPa, [...]= –126 MPa.