Στατική και δυναμική καταπόνηση χαλύβων αυξημένης πλαστικότητας κατά την παραμόρφωση (TRIP 700) και συνακόλουθοι μετασχηματισμοί φάσεων

Abstract

Η οικονομία καυσίμων, η μείωση των ρύπων και συνεπώς η μείωση του βάρους των αυτοκινήτων έχουν γίνει τα τελευταία 20 χρόνια τα μεγαλύτερα σημεία ενδιαφέροντος για την αυτοκινητοβιομηχανία. Ο κύριος λόγος είναι ότι ο σκελετός ενός αυτοκινήτου αποτελεί το 25-30% του συνολικού βάρους του. Μείωση του βάρους όμως σημαίνει μείωση του πάχους της λαμαρίνας του αυτοκινήτου και επομένως υψηλότερες απαιτήσεις αντοχής του χάλυβα της λαμαρίνας σε συνδυασμό με τις επιπλέον απαιτήσεις για ανάπτυξη χαλύβων χαμηλού κόστους παραγωγής και κατεργασίας, υψηλής διαμορφωσιμότητας (ώστε να επιτυγχάνονται πολύπλοκα σχήματα) και υψηλής συγκολλησιμότητας.

Οι χάλυβες υψηλής αντοχής τύπου ΤRΙΡ είναι ουσιαστικά πολυφασικοί χάλυβες οι οποίοι περιέχουν μαρτενσίτη, μπαινίτη, και/ή υπολειπόμενο ωστενίτη σε ικανές ποσότητες ώστε να παράγουν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες μηχανικές ιδιότητες. Ετσι αποφασίστηκε στην παρούσα διπλωματική να μελετηθεί ο χαλυβας τυπου ΤRΙΡ 700.

Το ακρωνύμιο ΤRΙΡ προέρχεται από την έκφραση Transformation Induced Plasticity δηλαδή "πλαστικότητα εκ μετασχηματισμού" και συνδέεται με τον μηχανικά-αποκαλούμενο μαρτενσιτικό μετασχηματισμό του παραμένοντα ωστενίτη. Η δομή αυτών των πολυφασικών χαλύβων αποτελείται κυρίως από φερρίτη, μπαινίτη και παραμένοντα ωστενίτη. Η επιρροή του φαινομένου ΤRΙΡ του παραμένοντος ωστενίτη είναι αυτή που αυξάνει την ομοιόμορφη παραμόρφωση αυτών ,των χαλύβων και που έχει ως αποτέλεσμα τη δραματική αύξηση της διαμορφωσιμότητας. Για το λόγο αυτό οι χάλυβες ΤΡΙΡ αποτελούν μια νέα κατηγορία χαλύβων, με ένα εξαιρετικό συνδυασμό υψηλής αντοχής και διαμορφωσιμότητας καθιστώντας με αυτό τον τρόπο αυτούς τους χάλυβες πολύ ελκυστικούς για εφαρμογές ψυχρής διαμόρφωσης που απαιτεί η βιομηχανία αυτοκινήτων. Με την ολοκλήρωση της διπλωματικής καταλήξαμε σε ενδιαφέροντα συμπεράσματα .Έτσι η αλλαγή της μικροδομής των χαλύβων TRIP μετά από ενδοκρίσιμη ανόπτηση ακολουθούμενη από μπαινιτικό μετασχηματισμό παράγει σύνθετες μικροδομές, με διαφορετική κρυσταλλογραφία, χαρακτηριστικά μετασχηματισμού κατά την πλαστική παραμόρφωση) που αποδίδουν τελικώς στο υλικό προηγμένα μηχανικά χαρακτηριστικά .

The fuel economy, the reduced emissions and therefore the reduce of the weight of cars which was made in the last 20 years has the major interest for the automotive industry. The main reason is that the skeleton of a car is 25-30% of the total weight. Reduced weight means reduced the thickness of sheet metal of the car and therefore higher strength requirements of the steel sheet in conjunction with the additional requirements for development of low cost steel production and processing, high transformation(to achieve complex shapes) and high weldability. The high-strength TRIR steels is essentially multi-phase steels that contain martensite, bainite, and / or remaining austenite in sufficient quantities to produce very interesting mechanical properties. So it was decided in this project to study the TRIR steel 700. The TRIR acronym derived from the expression of Transformation Induced Plasticity relates to the mechanical-called martensitic transformation of the retaining austenite. The structure of these multiphase steels consists mainly of ferrite, bainite and retaining austenite. The result of the TRIP phenomenon of remaining austenite is this who is increasing the deformation of steel. For this reason TRIR steels are a new class of steels with an excellent combination of high strength and easy shaping making this way these steels very attractive for applications requiring cold shaping in the automotive industry. The conclusions of this project are very interesting. So the change of microstructure of TRIP steels after anilling followed by bainite transformation produces complex microstructures with different crystallography, characteristics of transformation during plastic deformation) that give the material eventually advanced mechanical characteristics