Yüksek Dayanımlı Düşük Alaşımlı Çelik Sacların Yüksek Sıcaklıkta Şekillendirilmesi

Abstract

Hafif ve yüksek dayanımlı malzemelerin sanayide kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu malzemelerin otomotiv endüstrisinde kullanımıyla taşıt ağırlıkları azaltılmakta, yakıt tüketimini ve egzoz emisyonları düşmektedir. Dolayısıyla birçok araştırmacı tarafından, alüminyum ve magnezyum alaşımları ve yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çelik saclar üzerine çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Fakat oda sıcaklığında şekillendirilebilirliği düşük bu malzemeler işlendiğinde çeşitli türde hasar oluşumları gözlenmektedir. Dolayısıyla bu problemleri aşmak için şekillendirme işleminin yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Çeşitli sac metal malzemelere ait sıcak/yarı-sıcak sac şekillendirme işlemi ile ilgili güncel bilgiler literatürden derlenmiş ve özetlenmiştir. Sıcak ve soğuk haddelenmiş yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çelik sacların yüksek sıcaklıkta şekillendirilmesi için yöntem geliştirilmesi ve işlemin yapılabilirliğinin tespiti konusunda deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Şekillendirme sıcaklığının malzemenin mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan çekme deneyleri ve ardından gelen mikro-sertlik ölçümleri ve mikroyapı gözlemleri ile soğuk ve sıcak haddelenmiş dört değişik ekstra yüksek dayanımlı çelik sacların gerek yüksek sıcaklıktaki, gerekse yüksek sıcaklıkta işlendikten sonra oda sıcaklığındaki malzeme özellikleri ortaya konmuştur. Test edilen alaşımlardan birinde 600oC’de şekillendirme ve 1000oC’de ısıl işlemden sonra uygulanan suverme işlemiyle dayanım değerlerindeki artış görülmüş ve bu nedenle yarı-sıcak şekillendirmeye çok uygun bulunmuştur

Lightweight and high strength materials are used in larger quantities in the industry. Use of these materials especially in the automotive industry decreases vehicle weight, reduces fuel consumption and exhaust emissions. Thus, studies on use of aluminum and magnesium alloys and high strength low alloy steels are being performed by many researchers. However, these materials, when formed at room temperature, have low formability and these forming processes cause various failure modes. Therefore, a forming process at elevated temperature need be developed to overcome these problems. State of the art on sheet forming at elevated temperature for various sheet metals were compiled and summarized. An experimental investigation to evaluate feasibility and limitations of hot and warm sheet forming process on extra high strength sheet steels was conducted. Effects of the forming temperature on mechanical properties of the materials were evaluated. Mechanical properties of selected four types of cold and hot rolled high strength sheet steels were determined for at room and elevated temperatures as well as properties after forming at elevated temperature by using tension test, micro-hardness measurements and microstructure observations. One of the tested alloys proved to be very suitable for warm forming at about 600oC and heat treatment at 1000 oC and improved strength.