Delrapport 16 Materialrapport

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Delrapport 16 Materialrapport"

Hugo Mattsson
för 4 år sedan
Visningar:

1 Delrapport 16 Materialrapport Håkan Thoors, IM ACCRA Teknik AB AK-Konsult Amada/Promecam AB AvestaPolarit AB Bendiro AB Chalmers Tekniska Högskola -Institutionen för byggnadsmekanik Ferruform AB Kanthal AB IM Institutet för Metallforskning AB IVF Industriforskning och utveckling AB ORTIC AB PRESS & PLÅTINDUSTRI AB Scandinavian CAD AB SSAB Tunnplåt AB Volvo Personvagnar AB VINNOVA

2 F O R S K N I N G S R A P P O R T VAMP15 - FORMNING AV ULTRAHÖGHÅLLFASTA STÅL Materialrapport Håkan Thoors Institutet för Metallforskning AB, Drottning Kristinas väg 48, Stockholm Tel , Fax , E-post info@simr.se,

3 INLEDNING Föreliggande rapport avser att på ett kortfattat sätt sammanfatta vilka material som har ingått i de olika delaktiviteterna i projekt VAMP15-formning av ultrahöghållfasta stål och deras grundläggande hållfasthetsegenskaper och utgöra ett uppslagsverk vid läsningen av övriga i projektet ingående delrapporter. Två huvudtyper av material har ingått i projektet, HyTens austenitiska rostfria stål som kallvalsats till hög hållfasthet och Dual Phase Docol DP kolstål med martensitisk-ferritisk mikrostruktur där den höga hållfastheten är ett resultat av värmebehandling/kemisk sammansättning. Omfattande värmebehandlingsförsök har gjorts inom projektet [ 1 ]-[ 4 ] men denna rapport behandlar enbart material i leveranstillstånd. ROSTFRIA MATERIAL Ett antal varianter av HyTens metastabila austenitiska rostfria stål har ingått i försöken. De betecknas utgående från brottgräns så att HyTens1200 har en brottgräns på (minst) 1200 MPa. Materialen kan kallvalsas upp till mycket höga hållfasthetsnivåer och kan bilda martensit under kalldeformationen. Materialens brottgräns har i projektet varierat mellan 1000 och 1800 MPa. Materialen som använts inom projektets olika delaktiviteter kommer från olika charger och har varierande tjocklekar. Beteckningen på en materialvariant kan därför avse mer än en charge men baseras på uppmätta mekaniska egenskaper och sprider inte mer än normalt inom en materialspecifikation. Det bör betonas att materialbeteckningarna bara gäller inom projektet. För att skilja två material åt som normalt ligger inom en materialspecifikation används t ex en beteckning HyTens1300 som inte finns kommersiellt. I Tabell 1 visas flera data för samma variant. Dragprovning har då utförts på olika ställen och på olika charger. 2

4 Tabell 1 Beteckning, charge nummer och dragprovdata för de rostfria stålen. Röda siffror avser egenskaper från leverantör till Bendiro, svarta nummer avser leveransdata till IM. I kolumnen aktivitet anges till vad materialet använts. RF=rullformning och kantbockning, VB=värmebehandlingar, EF=efterformningsförsök, LV=lokal värmebehandling Beteckning tjocklek [mm] TV-nr Chargenummer Rp02 Rm A80 aktivitet [MPa] [MPa] [%] VB RF HyTens HyTens LV, VB, RF VB, RF HyTens VB, RF HyTens LV, VB, RF 304(300) RF HyTens EF HyTens RF HyTens RF HyTens EF HyTens RF I Tabell 2 visas den kemiska sammansättningen för de aktuella tillverkningsnumren. För vissa charger finns två kemiska sammansättningar Tabell 2 Kemisk sammansättning av samtliga rostfria varianter Beteckning TV-nr tj. [mm] C Si Mn P S Cr Ni Mo N Co ,037 0,44 1,45 0,029 0,001 16,96 10,79 2,06 0, ,035 0,5 1,15 0,025 0,001 18,2 8,62 0,3 0,036 HyTens ,096 0,56 1,16 0,023 0,001 17,79 7,8 0,15 0,021 HyTens ,101 0,47 1,16 0,025 0,001 17,52 7,73 0,42 0,023 HyTens ,098 0,75 1,12 0,024 0,001 17,04 7,11 0,26 0,015 HyTens ,107 0,86 1,2 0,023 0,001 16,97 7,2 0,21 0,017 HyTens ,101 0,79 1,24 0,024 0,001 16,83 7,12 0,29 0,02 HyTens ,099 1,14 1,23 0,022 0,001 16,72 6,73 0,7 0,02 304(300) ,035 0,45 1,23 0,027 0,001 18,26 9,07 0,34 0,06 HyTens ,097 0,45 1,20 0,021 0, ,39 7,75 0,31 0,022 HyTens ,097 0,74 1,17 0,028 0,001 16,83 7,06 0,24 0,022 HyTens ,096 0,54 1,00 0,025 0,001 16,82 7,03 0,26 0,019 HyTens ,101 0,77 1,18 0,025 0, ,95 7,16 0,3 0,020 HyTens ,099 0,83 1,24 0,022 0,001 16,9 7,1-0,017 0,08 3

5 Några typiska dragprovkurvor för de rostfria varianterna visas i Figur 1 och i Figur 2 visas ett exempel på egenskapsförändringar efter värmebehandling i olika saltbad Teknologisk spänning ob HyTens1200 HyTens1400 HyTens Teknologisk töjning Figur 1 Dragprovresultat (IM) för material ingående i värmebehandlingsförsöken, leveranstillstånd dvs hårdvalsat material Hårdvalsat Rp02 [MPa] Helt glödgat obehandlad 500 C 700 C 800 C 870 C 1100 C A80 Figur 2 Resultat av dragprov på HyTens1200 efter saltbadsvärmning i 15s till olika temperaturer. 4

6 KOLSTÅL OCH ÖVRIGA MATERIAL Kolstålen i projektet benämns DP vilket står för Dual Phase, en blandning av ferrit och martensit. Även för DP-stålen finns en siffra som kan relateras till en ungefärlig brottgräns. DP1000 och DP1400 fanns bl a med här som ytterligheter. Förutom kolstålen från SSAB finns också ett mjukt Borstål, beteckning Bocol, med i projektet. Tabell 3 Ingående kolstålsmaterial och ett Borstål både i mjukt och härdat tillstånd. Dessutom finns ett material från Inland Steel med som referens. Provriktning i valsriktningen. Beteckning tjocklek Rp0.2 Rm A80 aktivitet [mm] [MPa] [MPa] [%] FeP RF Docol RF, VB, EF, LV Docol RF, VB, EF, LV FeP RF Docol RF, VB, EF, LV Docol RF Docol RF, VB, EF, LV Bocol B02, mjuk RF Bocol B02, härdad VB Inland M VB Domex 700MC VB RAES 275 HSS 7.0 min 275 U-bock Domex 420YP 7.0 min 420 min (A5) U-bock Domex 700MC (A5) U-bock Beteckning C Si Mn P S N Cr Ni Cu Mo Al Nb V Ti B Docol ,144 0,54 1,52 0,1 0,001 0,003 0,04 0,05 0,01 0,02 0,043 0,017 0,01 0,01 0,0002 Docol ,173 0,50 1,59 0,1 0,001 0,0058 0,03 0,05 0,01 0,00 0,046 0,014 0,01 0,00 0,0002 Bocol B02 0,229 0,26 1,164 0,014 0,006 0,0071 0,20 0,042 0,017 0,005 0,058 0,004 0,01 0,032 0,0029 Inland M190 0,191 0,021 0,435 0,013 0,01 0,0045 0,027 0,015 0,011 0,007 0,062 0,004 0,003 0,037 0,0003 Domex 0,078 0,25 1,35 0,011 0,001 0,0061 0,07 0,05 0,13 0,01 0,04 0,041 0,01 0,11 0,0002 FeP06 5

7 Leveranstillstånd för ingående kolstål Teknologisk spänning [MPa] DP Bocol InlandM DP1000 Domex 700MC 200 Teknologisk töjning [%] Figur 3 Dragprovresultat på material i leveranstillstånd. REFERENSER [ 1] Hanna Kallerhult, Håkan Thoors: "Optimering av formbarhet hos ultrahöghållfasta rostfria stål" [ 2] Josefa Zajac: "Lokal värmebehandling - Rekristallisation- och mjukglödgning med hjälp av laser" [ 3] Björn Carlsson: "Formbarhet efter värmebehandling - kolstål" [ 4] Jan-Olof Olsson: "Formbarhet hos värmebehandlat varmvalsat kolstål" 6

Relevanta dokument

Delrapport 10 Kantbockning

Delrapport 10 Kantbockning Lars-Olof Ingemarsson, IVF Industriforskning och utveckling AB 2002-09-10 ACCRA Teknik AB AK-Konsult Amada/Promecam AB AvestaPolarit AB Bendiro AB Chalmers Tekniska Högskola