Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effects of the thermomechanical treatment on the microstructure and mechanical properties of ferrite–martensite dual phase steel

Ha M. T., Pham M. K., Nguyen H. H.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 124, nr 2

49--55

EN

Purpose: The study aims to investigate the effects of thermomechanical treatment, including tempering and hot–rolling, on the microstructure and mechanical properties of ferrite–martensite dual phase steel. Design/methodology/approach: The initial steel billet was a hypoeutectoid steel, which was annealed at 1000ºC, then hot–rolled at 920ºC, followed by austenitisation at various temperatures (730, 770, 800, and 830ºC), and finally quenched to obtain ferrite–martensite dual phase steel. X-ray diffractometer and optical microscopy investigated the microstructure and grain size of the dual-phase steel. Mechanical properties such as hardness, elongation, and tensile strength were also examined. Findings: The grain size decreased with increasing elongation percentage and remained constant after an elongation of 30%. The martensite/ferrite phase ratio increased with higher tempering temperatures. The hardness, elongation, and tensile strength reached a maximum when the tempering temperature was 800ºC. Research limitations/implications: Future studies could consider the effect of hot–rolling temperature or cold-rolling. Practical implications: The study proposes a straightforward and efficient thermomechanical treatment process to transform hypereutectoid steel into ferrite-martensite dual-phase dual- phase steel with improved mechanical properties. Originality/value: The study reveals the contributions of grain size and the martensite/ferrite ratio to the mechanical properties of ferrite–martensite dual steel through thermomechanical treatment.

2

Effect of continuous annealing process on various structure parameters of martensite of dual-phase steels

Gorain Nemai, Walunj Mahesh Gulab, Soni Manish Kumar, Kumar B. Ravi

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 1

405--414

EN

Industrial continuous annealing process routes for dual-phase steels are mostly found to be non-isothermal in nature. The present study is an effort to understand the importance of non-isothermal annealing process parameters and their impact on the various metallurgical phenomena; such as recrystallisation and phase transformation behaviours of duel-phase steel. These, in turn, are expected to influence various structure parameters of martensite phase which are critical in determining the strength of duel-phase steel. A dual-phase steel sheet in 67% cold rolled full hard condition was subjected to non-isothermal annealing treatment with varying heating rate and inter-critical annealing temperatures. After processing the samples were investigated for structural parameters of martensite phase using a scanning electron microscope, X-ray diffraction, and nano-indentation technique. It was observed that due to non-isothermal nature of continuous annealing process, the hardness of the martensite phase did not follow the hardness trends as determined from conventional carbon concentration. Further, lattice tetragonality of martensite was also affected by increasing its volume fractions. The annealing process apparently influenced the evolution of texture because of the increasing fraction of martensite in dual-phase steel.

3

Deep drawability of tailor welded blank of dual phase steel DP 600 affected by laser weld

Brusilova Alena, Schrek Alexander, Pokusova Marcela

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2019

|

Vol. 86, nr 8

238--244

EN

The advanced high-strength steels are used as a part of tailor welded blanks (TWB) or engineering blanks (EB) for the parts production with special properties applied in cars body constructions. The individual parts are laser welded because of narrow heat-affected zone of base material. Also, these structural changes in this area affect strain characteristics of using materials. During forming, there is a danger of cracks creating leading to technological fracture. At analysis, the attention was focused on Dual-phase steel DP600 that is applied very often for tailor welded blanks of front beams of device system, B-pillars reinforcement etc. Erichsen cupping test was used for determination of effect of speed, laser output power and protective atmosphere on a deep drawability change of the weld bead.

PL

Zaawansowane stale wysoko wytrzymałe są wykorzystywane jako elementy składowe wsadów spawanych (WS) oraz złożonych wykrojów wsadowych o specjalnie zaprojektowanych właściwościach. Wsady te stosuje się do produkcji tłoczonych elementów konstrukcji pojazdów. Poszczególne części składowe wykrojów są najczęściej spawane laserowo z powodu wąskiej strefy wpływu ciepła powstającej przy tego typu spawaniu. Nawet wąska strefa wpływu ciepła posiada zmiany strukturalne, które mają decydujący wpływ na charakter odkształcania się WS. Podczas ich formowania istnieje większe niebezpieczeństwo powstawania pęknięć w obszarze spoiny prowadzących do dyskwalifikacji wytłoczek na skutek pęknięć technologicznych. W przedstawionej pracy analizie poddano dwufazową stal DP600, z której produkuje się WS do tłoczenia takich elementów jak: wzmocnienia przednich belek, słupki B itp. Próbę Erichsena wykorzystano do określenia wpływu parametrów spawania laserowego: prędkości spawania, mocy wyjściowej lasera oraz atmosfery ochronnej na zmiany właściwości tłocznych w obszarze spoiny, a tym samym podatności WS do głębokiego tłoczenia.

4

Analysis of weldability of dual-phase steel used in automotive industry

Viňáš J., Kaščák L.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2016

|

z. 88 [293], nr 3

259--266

EN

This paper deals with the problems of weldability of high strength dual-phase steel sheets used in the car body production. The properties of the joints made by resistance spot welding (RSW) and laser welding were analysed. The two grades of dual-phase steels such as DP 600 and DP 800 were used. The joints were made by overlapping of two sheets in the method 21 according to EN ISO 4063 (RSW), and as butt weld without a gap by laser welding (method 52 in EN ISO 4063). The parameters of RSW and laser welding were chosen according to the recommendations of IIW. The quality of welded joints was evaluated by visual control, static tension test, and a microstructural analysis of the joints on the light microscopy.

PL

Artykuł jest poświecony problemom zgrzewalności wysokowytrzymałych dwufazowych blach stalowych stosowanych do produkcji karoserii samochodowych. Analizowano właściwości połączeń wykonanych metodami punktowego zgrzewania oporowego (PZO) oraz spawania laserowego. Badania przeprowadzono dla dwóch gatunków blach dwufazowych tj. DP600 oraz DP800. Połączenia zakładkowe blach wykonano zgodnie z metodą 21 ujętą w normie EN ISO 4063. Podczas spawania laserowego blachy łączono metodą na styk bez szczeliny (metoda 52 zgodnie z normą EN ISO 4063). Parametry zgrzewania punktowego oraz spawania laserowego były zgodne z wytycznymi IIW. Ocenę jakości wykonanych połączeń przeprowadzono na podstawie kontroli wzrokowej, statycznego testu rozciągania oraz analizy mikrostrukturalnej połączeń z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej.

5

The effect of planar anisotropy on properties of tailor-welded blanks made of dual-phase steels

Cinak M., Svec P., Schrek A., Gajdosova V.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 7

425--429

EN

In the study tailor welded blanks were prepared by solid laser welding. They consisted of same dual-phase steel HCT600X of equal thickness but different rolling directions and planar anisotropy. The influence of planar anisotropy on formability of tailor welded blanks were investigated. Major part of the research was made virtually by FEM using appropriate material model with accurate description of planar anisotropy. The aim was to observe plastic material flow and ear formation at the edge of the deep drawn part. These results were verified by real experiments.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, w których zastosowano wykrojkę łączoną typu „tailored blank”, gdzie połączenie uzyskano poprzez spawanie laserowe. Wykrojka składa się blach o tej samej grubości, wykonanych ze stali dwufazowej w gatunku HCT600X, ale o różnej względnej orientacji kierunku walcowania oraz różnej anizotropii płaskiej. Przebadano wpływ anizotropii płaskiej na zdolność odkształceń (na przykładzie wytłaczania) tak przygotowanej wykrojki. Badania bazują na symulacji numerycznej MES, gdzie zastosowano model materiałowy uwzględniający dokładny opis anizotropii płaskiej blachy. Celem było zaobserwowanie plastycznego płynięcia materiału oraz kształtowanie się tzw. „uch” na krawędzi wytłoczki prostokątnej. Wyniki symulacji zostały zweryfikowane doświadczalnie

6

Microstructure and Mechanical Properties of Dual-Phase Steel

Miernik K., Pytel S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1257--1261

EN

The paper presents results of microstructure and mechanical properties of the dual phase (DP) steel plate with 12 mm thickness produced by intercritical annealing at a two-phase region of ferrite and austenite (α + γ) and direct quenching in water. In addition the tempering treatment at temperature of 650°C was applied to investigate effect of martensite softening on mechanical properties of the tested steel. The parameters of heat treatment were designed to achieve the high strength while retaining optimum impact strength of the DP steel.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych i mikrostruktury stali dwufazowej (Dual-Phase Steel) w postaci blachy stalowej o grubości 12 mm otrzymanej w wyniku międzykrytycznego wyżarzania w obszarze występowania ferrytu i austenitu (α + γ) z następującym hartowaniem w wodzie. Dodatkowo przeprowadzono obróbkę cieplną uzyskanej stali dwufazowej na drodze odpuszczania w temperaturze 650°C w celu określenia wpływu zastosowanej obróbki na zmianę własności mechanicznych. Parametry obróbek cieplnych były ukierunkowane na osiągnięcie wysokiej wytrzymałości przy jednoczesnym zachowaniu optymalnej udarności badanej stali dwufazowej.

7

Dual-phase steels microstructure and properties consideration based on artificial intelligence techniques

Krajewski S., Nowacki J.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. 14, no. 2

278--286

EN

The results of assessment of high strength dual-phase steel structure and mechanical properties were considered. Method of calculation tensile strength and yield strength of dual phase steels DP using the artificial neural networks in modelling relationship of chemical composition and properties of dual phase steels DP was proposed. The material database describing the properties of the DP steels was created on the base of literature sources. The artificial neural network model was designed in order to estimate the influence of alloying elements, heat treatment conditions, transition temperature and microstructural features on mechanical properties of steels. The ferritic-martensitic microstructure transformation influence on steel tensile strength was considering.

8

Właściwości połączeń spawanych ze stali dwufazowych – DP

Krajewski S., Nowacki J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 2

29-35

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy wartości równoważnika węgla Ce stali dwufazowych DP ze stalami wielofazowymi CP i TRIP, konwencjonalnymi o wysokiej granicy plastyczności do obróbki plastycznej na zimno LAD+BD+YD i o podwyższonej granicyplastyczności w stanie ulepszonym cieplnie. Przedstawiono również wyniki badań metalograficznych i wybranych właściwości mechanicznych złączy spawanych metodą spawania GTAW stali dwufazowych: DP600Z140+M, DP800Z140+M i DP1000Z140+M.

EN

The paper presents results the analyzes of carbon equivalent dual-phase Ce steels with complex-phase CP and TRIP steels, conventional steels with high yield strength for cold forming LAD + BD + YD and steels with higher yield strength in quenched and tempered condition. It also presents the results of metallographic and selected mechanical properties of GTAW welded joints: DP600Z140+M, DP800Z140+M i DP1000Z140+M.

9

Numerical analysis of influence of the martensite volume fraction on DP steels behavior during plastic deformation

Perzyński K., Madej Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

211-215

EN

Development of a comprehensive fracture model, which takes into account crack initiation and propagation behavior at the microscale level in the Dual Phase (DP) steels is presented in the present paper. At this stage of the research Authors proposed a numerical model, which takes into account ductile crack initiation and propagation through the ferrite phase. Developed model is based on digital material representation (DMR) of DP microstructure, which takes opportunity for modeling crack phenomena in an explicit manner. Proposed model of ductile crack behavior in the ferritic phase is based on the Johnson-Cook model. Particular attention is put on investigation of influence of martensite volume fraction in microstructure on failure behavior. Obtained results for two significantly different martensite volume fractions in the investigated microstructure are presented in this work.

PL

Celem niniejszej pracy jest opracowanie kompleksowego wieloskalowego modelu pękania uwzględniającego mechanizmy inicjalizacji oraz propagacji uszkodzeń na poziomie mikrostruktury w stalach dwu fazowych typu dual-phase (DP). Na tym etapie pracy zaproponowano model numeryczny, który uwzględnia mechanizmy powstawania i propagacji pęknięć o charakterze ciągliwym. Opracowany model bazuje na jawnej cyfrowej reprezentacji mikrostruktury, która pozwala na dokładne odzwierciedlenie zjawiska pękania występującego w materiale. W modelu wykorzystano podejście oparte o model Johnsona-Cooka do opisu ciągliwego pękania propagującego się w ferrycie. Głównym celem pracy jest analiza wpływu ułamka objętości martenzytu w mikrostrukturze na charakter propagacji pęknięć. Opracowany model oraz uzyskane wyniki obliczeń dla dwóch mikrostruktur o diametralnie różnym ułamku objętościowym martenzytu przedstawiono w niniejszej pracy.

10

Modelowanie właściwości dwufazowych stali DP z zastosowaniem sztucznej inteligencji

Krajewski S., Nowacki J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

626--630

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stali dwufazowych DP (Dualphase steel) należących do grupy nowych stali o wysokiej wytrzymałości (AHSS). Utworzono bazę danych materiałowych zawierającą skład chemiczny i właściwości mechanicznych tych stali. Utworzono model sztucznej sieci neuronowej szacującej wytrzymałość na rozciąganie, uwzględniając wpływ pierwiastków stopowych, warunków obróbki cieplnej oraz wartości temperatury przemian. Zmiany morfologii w mikrostrukturze stali ferrytyczno- martenzytycznych wpływają na właściwości mechaniczne. Wyjątkowe właściwości mechaniczne stali o wysokiej wytrzymałości (AHSS – Advanced High-Strength Steel) są efektem przemian fazowych w zakresie temperatury współistnienia ferrytu i przechłodzonego austenitu w warunkach odkształcenia plastycznego lub szybkiego chłodzenia powodującego utworzenie finalnej struktury. Stale AHSS stały się szczególnie atrakcyjne w produkcji nadwozi pojazdów dzięki wytrzymałości na rozciąganie sięgającej 1700 MPa, granicy plastyczności do 1450 MPa oraz wydłużeniu A80 dochodzącemu do 30%. Blachy ze stali AHSS wykazują dużo większe właściwości mechaniczne w porównaniu z konwencjonalnymi stalami karoseryjnymi. Efektem zastosowania stali AHSS jest zmniejszenie grubości blach karoseryjnych i masy konstrukcji pojazdu. Do badań wybrano stale dwufazowe w stanie dostawy ze względu na ich wyjątkową mikrostrukturę składającą się z 30÷70% martenzytu w osnowie drobnoziarnistego, sferoidalnego ferrytu i 1÷10% metastabilnego austenitu szczątkowego, warunkującą dużą wytrzymałość na rozciąganie do 1180 MPa przy dużym wydłużeniu względnym A80 do 27%. Mikrostruktura stali DP powstaje w wyniku obróbki cieplnej (rys. 1) polegającej na walcowaniu na zimno. Utworzono bazę danych materiałowych zawierającą 52 rekordy różnych stali dwufazowych z danymi składu chemicznego, temperatury przemian Ac1 i Ac3, Fs i Ms, właściwości mechanicznych Re i Rm, objętości względnej faz w mikrostrukturze. Dokonano modelowania z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych w celu wyznaczenia zależności między składem chemicznym, obróbką cieplną, morfologią mikrostruktury a właściwościami mechanicznymi. Sztuczna sieć neuronowa ma za zadanie prognozować właściwości mechaniczne stali w zależności od podanego składu chemicznego, warunków obróbki cieplnej i objętości względnej fazy w mikrostrukturze. Z bazy danych materiałowych wybrano losowo dane uczące, testujące i walidujące w sieciach neuronowych. Ocena wpływu składu chemicznego na temperaturę przemian Ac1, Ac3, Ms, Fs oraz szybkości chłodzenia na mikrostrukturę umożliwiła modelowanie zależności pomiędzy obróbką cieplną a objętością względną danej fazy. Do przeprowadzenia symulacji i predykcji dobrano zakres stężenia pierwiastków i warunki obróbki cieplnej.

EN

The paper discusses the results of scientific research on dual-phase steels which belong to the group of new Advanced High Strength Steels. A material database of materials properties of these steel and an artificial model of neuron grid, which estimates the impact of alloying elements, conditions of thermal treatment, transformation of temperatures and characterization of the microstructure on the mechanical properties-morphology modification in microstructures of ferritic-martensitic steel, affect the tensile strength have been created. Unique mechanical properties of Advanced High-Strength Steels (AHSS) result from phase transitions of coexistence temperatures of ferrite and supercooled austenite in plastic strain conditions or rapid cooling from austenite in order to produce martensitic structure. AHSS became particularly advantageous to automotive industry due to their high tensile strength (up to 1700 MPa), high yield point (up to 1450 MPa), and high elongation A80 (up to 30%). Car body sheets made with AHSS characterize better mechanical properties than those made of regular steels and allow for the reduction of the thickness of the construction. Some of the major advantages of AHSS include their moderate price that results from a low number of alloy additions, reduction of construction thickness as well as favourable technological properties, including weldability and machinability. AHSS owe their fine mechanical properties to the polyphase structure of ferrite, bainite, martensite and retained austenite. Polyphase AHSS remain plastic despite martensite and/or bainite content. The process of steel working includes plastic strain being the result of hot rolling (in case of CP and martensitic steels) in austenite stability temperature (850°C) or cold rolling (in case of DP and TRIP steels) and rolling with controlled cooling. The object of the present study is modelling the microstructure and properties of Dual-Phase Steels belonging to the grade of Advanced High-Strength Steels. The steels selected for the purpose of the present study were dual phase steels in as supplied condition for the sake of their unique microstructure, consisting of 30÷70% of martensite in a fine-grain spheriodal ferrite matrix and 1÷10% of metastable residual austenite, which determines their tensile strength (up to 1180 MPa) with unit elongation A80 up to 27%. The microstructure of DP steel is the effect of heat treatment. Material database containing around 50 records of different dual phase steels was created. The records included data concerning the chemical composition of steels, their Ac1 and Ac3, Fs and Ms, Re and Rm transition temperatures as well as the relative volume of the phases in the microstructure. In order to calculate the minimal tensile strength and yield strength of dual phase steels, the data were modelled using artificial neural networks. The artificial neural network is to forecast the mechanical properties of the steels according to a given chemical composition, the conditions of heat treatment and the relative volume of the phase in the microstructure. Neural network training, test and validation data were randomly selected from the material database. Both the microstructure and the influence of the chemical composition on the temperatures of Ac1, Ac3, Ms, Fs transitions are worked out for the sake of simulating the relations between heat treatment and the relative volume of a given phase in the microstructure of the steel.

11

Characterisation of the quasi-static flow and fracture behaviour of dual-phase steel sheets in a wide range of plane stress states

Behrens B. A., Bouguecha A., Vucetic M., Peshekhodov I.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2012

|

Vol. 12, no. 4

397--406

EN

An approach to characterise the flow and fracture behaviour with the help of a modified Miyauchi shear test, a uniaxial tensile test on standard, holed, waisted specimens as well as a hydraulic bulge test is presented. The modification of the Miyauchi specimen is related to the geometry of the shear zones. The new geometry helps suppress plastic strain concentration at the edges and increase deformation in the material interior, which allows for accurate fracture characterisation. With the help of the experimental and numerical tests analyses, the flow behaviour and equivalent plastic strain at fracture were estimated for two common cold-rolled dual-phase steels in a wide range of plane stress states. With the obtained data, the applicability of the phenomenological Johnson–Cook fracture model to describe the fracture behaviour of this material type is questioned and a need for a more extensive fracture behaviour characterisation and advanced modelling is shown.

12

Aspects of applications for supporting dual-phase steel autobody parts

Evin E., Výboch J., Kmec J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 4/85

33--38

EN

Trends in the automotive industry are mainly focused on increasing safety, reducing fuel consumption, reduce emissions and increase comfort. The paper presents advantages of dual-phase steels and more phase in comparison with applications of microalloyed steels for structural parts of cars. Advantages of dual–phase applications and more phase steels for structural body parts are considered an aspect of safety, weight, fuel consumption and emissions compared with the possibilities of micro-alloyed steels. The proposed criteria allow engineers to optimize the choice of materials in terms of strength, stiffness, energy absorption capacity and minimizing emissions.

PL

Trendy w branży motoryzacyjnej koncentrują się głównie na zwiększeniu bezpieczeństwa, zmniejszeniu zużycia paliwa, ograniczeniu emisji i zwiększeniu komfortu. W pracy przedstawiono zalety stali dwufazowych stali wielofazowych w porównaniu do stali mikrostopowych wykorzystywanych w elementów konstrukcyjnych samochodów. Zalety wykorzystania stali dwufazowych w wielofazowych w elementach konstrukcyjnych pojazdów to przede wszystkim aspekty bezpieczeństwa takie jak: waga, zużycie paliwa i emisja spalin w porównaniu z możliwościami jakie dają stale mikrostopowe. Proponowane kryteria umożliwiają inżynierom optymalizację doboru materiałów pod względem wytrzymałości, sztywności, zdolności absorpcji energii i minimalizacji zanieczyszczeń.

13

Dynamic tension testing of DP600, DP800 steel and Al 6061 T4 alloy sheets by means of rotary hammer

Niechajowicz A., Tobota A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

647-657

EN

The aim of this research was to apply a rotary hammer to dynamic tension testing and to determine the effect of deformation velocity (ranging from 300 to 1000 s-1) on the stress-strain curves for sheets made from steel DP600, DP800 and alloy Al 6061T4. The costs and the lack of uniform standards, which makes the choice of specimens and deformation conditions and the interpretation of the results affected by the waviness of the elastic wave and its dissipation and reflection difficult, are a serious problem in dynamic testing. Thanks to an upgraded measuring system and fixtures minimizing the slip of the sheet replicable results were obtained for a wide range of deformation velocities, with relatively small oscillations at the start of deformation. The above materials were subjected to tension tests in a testing machine at strain rates of 0.0001 and 0.01 s-1 and to rotary hammer tests at strain rates of 300, 500 and 1000 s-1. On this basis the effect of deformation velocity on stress was assessed for the tested materials. Owing to the application of a high-speed digital camera the deformations of the specimen measuring base can be precisely determined.

PL

Celem prezentowanych badań było zastosowanie zmodernizowanego młota rotacyjnego do dynamicznych prób rozciągania oraz wyznaczenie wpływu prędkości odkształcenia na krzywe rozciągania blach ze stali DP 600, DP800 i stopu Al 6061T4 z prędkościami odkształcenia 300 – 1000 s-1. Poważnym problemem badań dynamicznych, są ich koszty, oraz brak jednolitych standardów, co utrudnia dobór próbek, warunków odkształcania oraz interpretacji wyników zakłóconych falowym charakterem fali sprężystej oraz jej rozpraszaniem i odbiciem. Zmodernizowany układ pomiarowy oraz uchwyty minimalizujace poślizg blachy pozwoliły na uzyskanie powtarzalnych wyników dla szerokiego zakresu prędkości odkształcania ze stosunkowo niewielkimi oscylacjami na początku odkształcania. Dla badanych materiałów przeprowadzono próby rozciągania na maszynie wytrzymałościowej z prędkościami 0,0001 i 0,01 s-1 oraz próby na młocie rotacyjnym z prędkościami odkształcenia 250, 500 i 1000 s. Na tej podstawie dokonano oceny wpływu prędkości odkształcenia na naprężenia dla badanych materiałów. Zastosowanie szybkiej kamery cyfrowej pozwala na wyznaczenie dokładnych odkształceń bazy pomiarowej próbki.