تولید و ارزیابی خواص مکانیکی فولاد bake hardening جهت استفاده در بدنه خودرو

امروزه استفاده از فولادهای bh در صنعت خودروسازی به منظور کاهش وزن بدنه اتومبیل در راستای کاهش مصرف سوخت گسترش چشمگیری یافته است. این فولادها، قبل از فرآیند شکل دهی دارای تنش تسلیم پایین و انعطاف پذیری بالا بوده و پس از مرحله شکل دهی طی فرآیند پخت رنگ استحکام و در نتیجه مقاومت در برابر تورفتگی در آنها افزایش می یابد. فرآیند پخت رنگ نوعی عملیات حرارتی است که در دما و زمان معین بر روی شکل نهایی قطعه اعمال می شود. در این پروژه قابلیت افزایش تنش تسلیم در فولادی با 12/0 درصد کربن در فرآیند bh مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور ابتدا فولادی با ترکیب شیمیایی معین و با افزودن عناصر آلیاژی منگنز و فسفر در کوره القایی ذوب و سپس ریخته گری شد. ضخامت شمش های ریخته شده توسط عملیات چکش کاری گرم و نورد گرم کاهش داده شد. پس از نورد گرم، به منظور حذف پوسته های اکسیدی تشکیل شده روی سطح، قطعات اسید شویی شدند. سپس عملیات نورد سرد به میزان 70 تا 75 درصد بر روی نمونه ها اعمال شد. به منظور حذف اثرات ناشی از کارسرد، نمونه های کششی ساخته شده از ورق های بدست آمده تحت آنیل تبلور مجدد قرار گرفتند. جهت بررسی تأثیر اندازه دانه بر مقادیر bh، دمای 650 و 700 درجه سانتیگراد و زمان 60 و 120 دقیقه برای آنیل تبلور مجدد انتخاب شد. همچنین به منظور بررسی اثر سرعت سردشدن بر میزان bh، نمونه های آنیل شده با دو نرخ متفاوت، در مخلوط آب و یخ و در هوا سرد شدند. نمونه های آنیل شده در محدوده 4 تا 12 درصد تحت کرنش اولیه کششی قرار گرفته و سپس در حمام روغن سیلیکن با دمای 175 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه پیر شدند. پس از پیرشدن، نمونه ها در هوا سرد شده و تا نقطه شکست تحت آزمون کششی قرار گرفتند. اثر میزان کرنش اولیه، اندازه دانه، دمای آنیل تبلور مجدد و سرعت سرد شدن پس از آ نیل بر میزان افزایش تنش تسلیم ناشی از فرآیند bh، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان می دهد که با افزایش کرنش اولیه، مقادیر bh ابتدا افزایش یافته و پس از اینکه در کرنش اولیه 10 درصد به ماکزیمم مقدار خود رسید، کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که افزایش اندازه دانه باعث کاهش مقادیر bh می گردد و میزان کاهش، به تأثیر افزایش دمای آ نیل بر میزان اتم های کربن محلول بستگی دارد. همچنین بررسی ها نشان می دهد که نرخ سردکردن بعد از آنیل در دمای 650 درجه سانتیگراد بر مقادیر bh تأثیر چندانی ندارد، در حالی که با کاهش سرعت سردکردن بعد از آنیل در دمای 700 درجه سانتیگراد مقادیر bh به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.