Yüksek mukavemetli çelik sacların flanş bölgesinin ısıtılması ile derin çekme sınır oranının deneysel incelenmesi

Abstract

Yüksek ve ultra yüksek mukavemetli sac metal malzemeler (HSS ve AHSS) otomotiv, havacılık, uzay ve savunma sanayi vs. gibi farklı sektörlerde yaygın olarak kullanılmakta ve her geçen gün talep artmaktadır. HSS ve AHSS malzemelerin akma ve kopma mukavemetleri yüksek olması ve araç gövdesi ağırlığının azaltılması noktasında tercih edilmektedir. Fakat bu tür mukavemetli çeliklerin oda sıcaklığındaki Sınır Çekme Oranı (SÇO) sınırlı ve şekillendirilmesi zordur. Bu deneysel çalışmada; DIN EN 10268-2006 standarttı HC300LA ve HC420LA kalitelerindeki (Erdemir 7128 ve 7140) sacların şekillendirme oranını artırmak için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen bu yöntem ile dairesel test parçalarının baskı flanş bölgesi ılık düzeyde ısıtılmış ve orta bölgesi de soğutularak (non-isothermal) şekillendirme oranı arttırılmıştır. Deneysel çalışmalar; mekanik eksantrik pres tezgahında yapılmıştır. Şekillendirme işlemlerinden önce malzemenin oda sıcaklığı, 150 ve 300 °C sıcaklıklarda `Bähr DIL805A/D` test cihazı ile çekme testleri yapılarak şekillendirmeye uygun sıcaklık değeri tespit edilmiştir. HC300LA ve HC420LA çeliği 300 °C de dinamik deformasyon yaşlanması görülmüştür. Bu sebepten test parçalarının baskı flanş bölgesi 170℃ ile 295 °C arasında tutularak şekillendirilmiştir. Bu yöntemle, kalınlığı 1,2 mm olan HC300LA çeliğinin oda sıcaklığında 2,14 olan sınır çekme oranı, ılık şekillendirme ile 2,61'e kadar yükselmiş ve % 21,96 oranında artış gözlemlenmiştir. Kalınlığı 1,5 mm olan HC300LA çeliğinin oda sıcaklığında 2,15 olan sınır çekme oranı, ılık şekillendirme ile 2,59'a kadar yükselmiş ve % 20,46 oranında artış gözlemlenmiştir. , kalınlığı 1,2 mm olan HC420LA çeliğinin oda sıcaklığında 2,14 olan sınır çekme oranı, ılık şekillendirme ile 2,47'ye kadar yükselmiş ve % 15,42 oranında artış gözlemlenmiştir. Kalınlığı 1,5 mm olan HC420LA çeliğinin oda sıcaklığında 2,15 olan sınır çekme oranı, ılık şekillendirme ile 2,59'a kadar yükselmiş ve % 20,46 oranında artış gözlemlenmiştir.

High and ultra-high strength sheet metal materials (HSS and AHSS) are extensively used in automotive, aviation, space and defence industry with increasing demand. HSS and AHSS materials have high yield and tensile strength, at the same time reducing the weight of the body of the vehicle is preferred at the point. However, such high strength steels have low limiting drawing ratio (LDR) in the room temperature and are difficult to form. In this experimental study; a new process developed for increase LDR of HC300LA and HC420LA sheet metal material. This materials have DIN EN 10268-2006 standard (Turkish Erdemir 7128 and 7140 quality). In this method, the flange area of the blanks are heated in the warm range and the central part is cooled (non-isothermal), resulting in an increased LDR. In the experimental study, an eccentric presses is used. Before the deep-drawing experiments, flow properties of materials at room temperature, 150°C and 300°C have been determined by using `Bähr DIL805A/D` dilatometer. Erdemir 7128 steel dynamic strain aging (DSA) appears at 300 ℃. During the deep-drawing process, flange regions for each blank are held between 170℃ and 295°C. This method, provided a significant improvement in the LDR. The LDR increased from 2.14 to 2.61 at room temperature (21.96 %) for 1.2 mm thickness Erdemir 7128 material. The LDR increased from 2.15 to 2.59 at room temperature (20.46 %) for 1.5 mm thickness. The LDR increased from 2.14 to 2.47 at room temperature (15.42 %) for 1.2 mm thickness Erdemir 7140 material. The LDR increased from 2.15 to 2.59 at room temperature (20.46 %) for 1.5 mm thickness using non-isothermal heating in the warm range.