بهینه سازی خواص مکانیکی فولادهای دوفازی فریتی-مارتزیتی با کاربرد در صنایع خودروسازی

در پژوهش حاضر، رفتار شکل پذیری دو ورق فولادی استحکام بالا با نامهای تجاری e335d و dp600 مورد مطالعه قرار می گیرد. ورق اول، یک ورق استحکام بالای کم آلیاژ (hsla) سرد نوردیده و ورق دوم، یک ورق استحکام بالای پیشرفته (ahss) سرد نوردیده است. ضخامت هر دو ورق برابر 2 میلیمتر است. در ابتدا آزمون ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری انجام شده و نشان داد که مطابق انتظار، ریزساختار فولاد اول، فریتی به همراه کمی پرلیت بوده و فولاد دوم از ریزساختار فریتی-مارتنزیتی برخوردار است. همچنین سختی سنجی دو فولاد در مقیاس ماکرو به روش ویکرز نشان داد که فولاد اول به علت برخورداری از میزان بالای زمینه نرم فریت، از سختی پایینتری (127 در برابر 173) نسبت به فولاد dp600 (دارای فاز سخت مارتنزیت) برخوردار است. سپس آزمون های مکانیکی استاندارد شامل آزمون کشش، آزمون فنجانی شدن اریکسن و آزمون حد شکل دهی بر روی ورق ها انجام شد. نتیجه آزمون کشش حاکی از آن بود که فولاد dp600 از استحکام تسلیم و کششی، ازدیاد طول یکنواخت و توان کارسختی (مقدار n) بالاتر و ضریب ناهمسانگردی (مقدار r) پایینتری نسبت به فولاد e335d برخوردار است. در مرحله بعد، با بررسی ریزساختاری سطح شکست پس از آزمون کشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، ریزحفرات متعددی در ریزساختار دو فولاد مشاهده شد که حاکی از شکست نرمِ دیمپِلی دو فولاد است. سپس آزمون فنجانی شدن اریکسن به منظور بررسی قابلیت اتساع دو ورق روی نمونه های آنها مطابق استاندارد انجام شده و مشاهده شد که شاخص اریکسن برای فولاد e335d نسبت به فولاد dp600 بزرگتر است. همچنین آزمون حد شکل دهی جهت ایجاد وضعیت های مختلف تنش بر روی نمونه هایی از دو فولاد به ابعاد مختلف، انجام و دیده شد که به علت بزرگتر بودن توان کارسختی فولاد dp600، مقدار fld0 آن بیشتر است. علاوه بر این، سطح زیر نمودار حد شکل دهی (منطقه امن) مربوط به فولاد e335d، به جز در کرنشهای فرعی بزرگ نسبت به نمودار مربوط به فولاد dp600 کوچکتر بود. نهایتا شبیه سازی آزمون حد شکل دهی با استفاده از معیار تسلیم هیل و در نظر گرفتن ماکزیمم کرنش ضخامتی، توسط نرم افزار abaqus انجام شده و نتایج آن برای هر دو فولاد، تطابق مطلوبی با نتیجه تجربی داشت.