Autó karosszéria lemezek anyagai és minősítése. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban

SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Anyagismereti és Járműgyártási Tanszék Dr. Czinege Imre, Dr. Kardos Károly

Autó karosszéria lemezek anyagai és minősítése Dr. Czinege Imre, Dr. Kardos Károly

Anyagvizsgálat a Gyakorlatban 2006. június 1-2.


Tartalomjegyzék • Új irányzatok a tervezés fejlődésében, ezen belül a karosszéria tervezésben és gyártásban • Új anyagok – növelt szilárdságú lemezek • Vizsgálati technikák • Anyagvizsgálati példák

Lemez anyagok és minősítésük

2


A digitális technológiák globális fejlődése Fejlődési trendek

Komplex szakértői rendszerek Gyárthatóság elemzés

Tervezés Gyártás Vizsgálat

Gyártás szimuláció Termék szimuláció 3D-CAD 2D-CAD Papír

1985

Szekvenciális fejlesztés

Folyamat fejlesztés

2000

2005


Idő, év

3


Változások a karosszéria tervezésben és gyártásban • Új igények: – Növekvő biztonság és komfort – Csökkenő üzemanyag fogyasztás és káros anyag kibocsátás – Kedvező ár

• Új anyagok: – Növelt szilárdság (HSS → AHSS) – Korrózióálló bevonatok

• Új technológiai igények: – Növelt szilárdságú anyagok alakítási problémái – Az elemek kötésének problémái Lemez anyagok és minősítésük

4


Autó karosszéria elemzése Funkciók: • Biztonság: szilárdság, merevség energia elnyelő Anyag képesség tulajdonságok • Tartósság: kifáradás, korrózió elleni védelem Anyag • Eladhatóság: esztétikai megjelenés, komfort, ár

Alak Alak korlátok

Funkció Gyártás

Megmunkálhatóság


5


A tervezéshez szükséges információk • Alak: – Méretezési összefüggések (VEM technika) – Esztétikai megjelenés ↔ gazdaságos gyárthatóság

• Anyag: – Anyag minőségek választéka – Méretezéshez szükséges anyagjellemzők

• Gyártás: – Technológia tervezési összefüggések, szerszám alak – Lemez megmunkálhatósági jellemzők


6


Acél karosszéria építéshez használt lemez minőségek 74% DP 10% BH 4% Mart 2% TRIP 4% HS-IF 1% HSLA 1% CP 4% egyéb Forrás: autofieldguide.com

Forrás: American Iron and Steel Institute


7


A lemezek szilárdsági és alakíthatósági tulajdonságai

Forrás: AHSS Guidlines V23


8


A tulajdonságok összefoglaló áttekintése • Alkatrész szilárdsági jellemzők • Alakíthatósági szempontok • Szerelhetőség


9


Az igények változásának hatása az anyagvizsgálati feladatokra • A hagyományos vizsgálati technikák pontosítása és az eredmények sokoldalú elemzése • A vizsgálati igényekhez illeszkedő, modern berendezések • Új vizsgálati módszerek, szabványok megjelenése • A megmunkálhatósági vizsgálatok (technológiai próbák) szerepének felértékelődése és bővülése • Tudásbázisok kiépítése és használata Lemez anyagok és minősítésük

10


Az anyagvizsgálati eljárások fejlődése • Teljes körű számítógépes irányítás és értékelés • Digitális mérés, a pontosság és felbontó képesség növekedése • Az adat rögzítési sebesség növekedése, a dinamikus mérések lehetőségeinek bővülése • Az optikai elvű mérések előtérbe kerülése (optikai vagy lézer extenzométer, komplex alak jellemzés, alakváltozások mérése, keménységmérés, …) • Adat kezelés, archiválás, statisztikus feldolgozás számítógéppel segített megoldása Lemez anyagok és minősítésük

11


A vizsgálatokban érdekelt csoportok • Lemez gyártók – Teljes körű anyagtulajdonság és megmunkálhatóság vizsgálatok

• Karosszéria tervezők – Speciális anyag- és megmunkálhatósági vizsgálatok

• Karosszéria gyártók – A minőség időszakos ellenőrzése mindkét területen

• Alkatrész beszállítók – Tájékozottság a megmunkálhatósági tulajdonságokról – Célirányos technológiai próbák elvégzése

• Kutatás – Új összefüggések, tudományos eredmények eléréséhez szükséges vizsgálatok (hagyományos eljárások és finomszerkezet vizsgálat) Lemez anyagok és minősítésük

12


Anyagtulajdonság vizsgálatok • Szakítóvizsgálat – Szilárdsági és alakíthatósági jellemzők – Folyási görbe paraméterek (kf = c · εn) – Képlékenységi anizotrópia (r, rátl, ∆r)

• Fémtani vizsgálatok – Kémiai összetétel – Szövetszerkezet – Bevonat jellege, vastagsága

• Alakítási határgörbe • Energia elnyelő képesség Lemez anyagok és minősítésük

13


Megmunkálhatósági vizsgálatok • • • • • • •

Csészehúzó, Erichsen, egyéb mélyítő vizsgálatok Lyuk tágító, peremező vizsgálatok (szegecseléshez) Surlódási tényező, húzóborda reakcióerők Lokális alakváltozás mérése alakított alkatrészeken Visszarugózás, alakított termék alakváltozásai Horpadás vizsgálat Hegeszthetőség különféle technológiák és anyagok esetében


14


Példa: martenzites acélok szakítóvizsgálata Kis maradó alakváltozás Rp0,2 határ pontos észlelése Igény szerint keresztirányú nyúlás mérés Keményedési kitevő értékelése Alakváltozási határgörbe felvétel Lemez anyagok és minősítésük

Forrás: Mittal Steel 15


Példa: a keményedési kitevő A keményedési kitevő az alakváltozás függvényében változik Eltérő definíciók: ε = 5%…15% között ε = 10%…εe% között egyéb… Melyik szoftver hogy értelmezi? Több információt nyújt a teljes függvény ismerete

Forrás: AHSS Guidlines V23


16


Példa: TRIP acélok mikroszerkezete A szövetszerkezet maradék ausztenitet tartalmaz, amely az alakítás hatására átalakul martenzitté Következmény: a tulajdonságok alakítás során változnak Más alakváltozás történet más szerkezetet eredményez Emiatt a vizsgálatok eredményei korlátozottan általánosíthatók Lemez anyagok és minősítésük

Forrás: Mittal Steel

17


Példa: az elnyelt energia vizsgálata A nagy keményedési kitevő és a nagy nyúlás miatt a DP és TRIP acélok energiaelnyelő képessége magasabb, mint a hagyományos nagyszilárdságú acéloké A 10% körüli alakítás által okozott szilárdság növekedés az ütközéskor elszenvedett deformáció során tovább fokozódik, ezért nagyobb energiát tud elnyelni a TRIP lemez Forrás: AHSS Guidlines V23 Lemez anyagok és minősítésük

18


Példa: Digitális optikai mérések


19


Összefoglalás • A karosszéria gyártásban alkalmazott anyagok új anyagvizsgálati technikákat igényelnek • A megmunkálhatósági jellemzők mérése egyenértékűvé vált az anyagtulajdonságok mérésével • Ezeket az igényeket korszerű méréstechnikával és magas szintű szakmai ismeretekkel lehet kielégíteni

KÖSZÖNJÜK SZÍVES FIGYELMÜKET! Lemez anyagok és minősítésük

20

Autó karosszéria lemezek anyagai és minősítése. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban

Recommend Documents