Caracterització d’acers d’alta resistència: Conformabilitat · Jornada Tècnica - Ripoll - 12/03/2009 · David Gutiérrez – Fu...
Presentació · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · CTM Centre Tecnològic és una fundació privada sense finalitat de luc...
Presentació · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Àrees d’especialització Tecnologia de Materials Tecnologia Ambiental...
Activitats Àrea Tecnologia Materials Comportament  mecànic Processos de  conformat Simulació per ordinador Caracterització...
Index · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Introducció </li></ul><ul><li>Caracterització mecànica </li></ul><...
1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · En totes les aplicacions on el pes és determinant, es tendeix a s...
1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Classificació segons International Iron and Steel Institu...
1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · TWIP
1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Complex Phase (CP) Matriu ferrítica/bainítica Martensític (MS) Ma...
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>Se...
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>Ll...
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>n:...
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Assaig Tracció Uniaxial
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>Sp...
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Assaig Tracció Uniaxial: Anisotropia xapa metàl.lica...
2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Assaig Tracció Uniaxial: Anisotropia xapa metàl.lica...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Capacitat d’un material a ser deformat mitjançant pro...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · LDR
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · LDR AHSS, valors de  ř   ~ 1,0
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · LDR: Exemple TRIP800 2,0 mm Assaig 1 2 3 4 5 Diàmetre disc 70...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Forming Limit Diagrams Els materials metàl.lics poden se...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Forming Limit Curves (FLC) FLC: Corba de màxima conforma...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD:  Mètodes experimentals d’obtenció Aplicació d’una malla ...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Mètodes experimentals d’obtenció Diferents geometries de...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD:  Mètodes experimentals d’obtenció. Matrius. Assaig NAKAJ...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD:  Mètodes experimentals d’obtenció – Sistema deformacions...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD:  Mètodes experimentals d’obtenció – Sistema deformacions...
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD:  Factors influents.
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD:  Exemples FLD d’AHSS.
3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>FLD:  Problemàtica en AHSS </li></ul><ul><li>Les corb...
4. Tendències actuals i futures · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Materials:
4. Tendències actuals i futures · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Materials i conformació: Conformat en calent. - ...
5. Bibliografia recomenada · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Metal Forming: Mechanics and Metallurgy.  W.F...
Gràcies per la seva atenció! Precs i preguntes??
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Caracterizació ahss v2

503 visualizaciones

Publicado el

0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
503
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
5
Acciones
Compartido
0
Descargas
3
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Caracterizació ahss v2

  1. 1. Caracterització d’acers d’alta resistència: Conformabilitat · Jornada Tècnica - Ripoll - 12/03/2009 · David Gutiérrez – Fundació CTM Centre Tecnòlogic [email_address]
  2. 2. Presentació · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · CTM Centre Tecnològic és una fundació privada sense finalitat de lucre, que té com a objectiu contribuir eficaçment a la millora de la competitivitat i al progrés tecnològic de l’empresa, mitjançant la prestació de serveis especialitzats i l’execució de projectes d’ R+D+IT . El CTM forma part de la xarxa de Centres Tecnològics de la Generalitat de Catalunya (XCT nº reg. CT03/04). Està inscrit en el registre de la CICYT com a Centre d’Innovació i Tecnologia (CIT nº 46). Projectes d’R+D propis Projectes d’R+D/IT amb empreses1 Estudis, assistència tècnica, anàlisis i assaigs Suport a la innovació i formació tècnica ACTIVITATS:
  3. 3. Presentació · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Àrees d’especialització Tecnologia de Materials Tecnologia Ambiental Suport a la Innovació
  4. 4. Activitats Àrea Tecnologia Materials Comportament mecànic Processos de conformat Simulació per ordinador Caracterització microestructural Presentació
  5. 5. Index · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Introducció </li></ul><ul><li>Caracterització mecànica </li></ul><ul><li>Conformabilitat </li></ul><ul><li>Tendències actuals i futures </li></ul><ul><li>Bibliografia recomanada </li></ul>
  6. 6. 1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · En totes les aplicacions on el pes és determinant, es tendeix a substituir els acers convencionals per altres de major prestacions mecàniques. Al augmentar resistència mecànica es perden altres propietats com ductilitat, tenacitat i conformabilitat. Gran esforç investigador de les últimes dècades s’ha centrat en buscar microestructures que millorin aquestes limitacions (AHSS). A la industria del automòbil, l’ús de xapa d’acers d’alta resistència contribueix a millorar el rendiment, reduint pes i consum de combustible i augmentant seguretat. La caracterització mecànica d’aquests acers esdevé una eina molt important per realitzar un bon disseny dels components. Diferents parts de l’automòvil on s’aplica xapa d’acers d’alta resistència.
  7. 7. 1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Classificació segons International Iron and Steel Institute </li></ul><ul><li>Segons microestrutura </li></ul><ul><li>- Acers de baix límit elàstic (Mild steel) i acers lliure d’interticials (IF). </li></ul><ul><li>- Acers d’alta resistència (HSS). </li></ul><ul><li>- Acers avançats d’alta resistència (AHSS). </li></ul><ul><li>Segons resistència mecànica </li></ul><ul><li>- Acers d’alta resistència (HSS). Límite elàstic de 210 – 550 MPa i Resist. Màx. de 270 – 700 MPa. </li></ul><ul><li>- Acers d’ultra alta resisència (UHSS). Límit elàstic > 550 MPa i Resist. Màx. > 700 MPa. </li></ul><ul><li>Segons propietats mecàniques. </li></ul><ul><li>- Coeficient d’enduriment, n. </li></ul><ul><li>- Deformació. </li></ul><ul><li>- Etc. </li></ul>
  8. 8. 1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · TWIP
  9. 9. 1. Introducció · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Complex Phase (CP) Matriu ferrítica/bainítica Martensític (MS) Matriu martensítica Microestructura
  10. 10. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>Senzill. </li></ul><ul><li>Amplia informació elasto-plàstica dels materials. </li></ul><ul><li>Aplicació d’una càrrega progressiva de tracció uniaxial on es mesura simultàniament la deformació. </li></ul>Corba engenieril (e, S) Corba real ( ε , σ )  = F/A  = ln (l f /l 0 )
  11. 11. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>Llei de Hollomon: descriu la zona plàstica de la corba tensió-deformació (real). </li></ul>K: Coeficient de resistència o mòdul plàstic. n: Coeficient d’enduriment per deformació.
  12. 12. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>n: valors més elevats contribueix a distribuir la deformació de manera més uniforme en presència d’un gradient de tensió. </li></ul>Disminució n amb resistència màxima TRIP: valors més grans de n, transformació induïda per deformació i/o tensió.
  13. 13. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Assaig Tracció Uniaxial
  14. 14. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Assaig Tracció Uniaxial </li></ul><ul><li>Springback: Recuperació elàstica. </li></ul>
  15. 15. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Assaig Tracció Uniaxial: Anisotropia xapa metàl.lica Anisotropia: materials amb diferents propietats en funció de la direcció. La anisotropia influeix en operacions de conformació (embutició, tall,...). Als metalls, la anisotropia ve donada per l’orientació dels grans cristal.lins. Es calcula a partir de diferents assaigs de tracció segons 0º, 45º i 90º respecte la direcció de laminació. Es defineix com:
  16. 16. 2. Caracterització mecànica · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Assaig Tracció Uniaxial: Anisotropia xapa metàl.lica Anistropia normal ( ř ): valors elevats millor embutició, tenim més deformació en amplada i menys en espessor (poc provocar aparició estricció i posterior ruptura) Anisotropia planar ( Δ r): valors elevats (positius o negatius), formació de les anomenades orelles en embutició.
  17. 17. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Capacitat d’un material a ser deformat mitjançant processos d’embutició, flexió, laminació, etc. </li></ul><ul><li>Factors com límit elàstic, coeficient enduriment (n), coeficient anisotropia, etc. afecten a la conformabilitat dels materials. </li></ul><ul><li>Assaigs: proporcionen informació sobre la deformació plàstica màxima </li></ul><ul><li>- LDR: Limit Drawing Ratio </li></ul><ul><li>FLD: Forming Limit Diagrams </li></ul><ul><li>Altres: Hole Expansion Ratio, Doblat,... </li></ul>λ (%) = { (d – do ) / do } × 100
  18. 18. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · LDR
  19. 19. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · LDR AHSS, valors de ř ~ 1,0
  20. 20. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · LDR: Exemple TRIP800 2,0 mm Assaig 1 2 3 4 5 Diàmetre disc 70 80 90 100 110 Embutició Complerta Complerta Complerta (esquerdes) Complerta (esquerdes) Parcial LDR 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
  21. 21. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Forming Limit Diagrams Els materials metàl.lics poden ser deformats fins un cert nivell abans de l’aparició de l’estricció i ruptura. Al conformat de xapes metàl.liques, les deformacions es mesuren al pla de la mateixa, donat que fer-ho amb la variació d’espessor és difícil. Quan es parla de relació de deformacions, es parla de deformació major i menor que es produeix al pla de la xapa. Mitjançant aquesta relació es pot construir un diagrama de deformacions, denominat FLD, el qual serveix per predir quan un material por trencar. També anomenats diagrames Keeler-Goodwin donada la contribució d’aquests autors, a l’estudi de la conformabilitat d’acers al carboni (60’s).
  22. 22. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Forming Limit Curves (FLC) FLC: Corba de màxima conformabilitat (estricció o ruptura) Diagrama FLD, derivat dels estudis de Keeler i Goodwin.
  23. 23. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Mètodes experimentals d’obtenció Aplicació d’una malla amb tècniques electroquímiques, fotoquímiques o laser. Mesura de la deformació de cada cercle.
  24. 24. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Mètodes experimentals d’obtenció Diferents geometries de proveta, diferents estats de tensió.
  25. 25. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Mètodes experimentals d’obtenció. Matrius. Assaig NAKAJIMA. Punxó semiesfèric. Assaig MARCINIAK. Punxó pla.
  26. 26. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Mètodes experimentals d’obtenció – Sistema deformacions en dinàmic. Sistema medició GOM/ARAMIS Iluminació Força màxima embutició (1500 kN) Força màxima (500 kN) Proveta Proveta amb patró aleatori. Premsa doble efecte.
  27. 27. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Mètodes experimentals d’obtenció – Sistema deformacions en dinàmic.
  28. 28. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Factors influents.
  29. 29. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · FLD: Exemples FLD d’AHSS.
  30. 30. 3. Conformabilitat · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>FLD: Problemàtica en AHSS </li></ul><ul><li>Les corbes FLC no són un eina fiable com a criteri de fallida: </li></ul><ul><li>-S’obtenen apreciables diferències segons el tipus d’assaig emprat (NAKAJIMA o MARCINIAK). </li></ul><ul><li>Les corbes proporcionen menor deformació de la que realment el material por acceptar. Afecta a les simulacions (FEM). </li></ul><ul><li>Els diferents criteris d’obtenció proporcionen majors diferències al posició final de la corba FLC. </li></ul><ul><li>Cal buscar altres criteris de fallida per aquests tipus d’acers. </li></ul>
  31. 31. 4. Tendències actuals i futures · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Materials:
  32. 32. 4. Tendències actuals i futures · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · Materials i conformació: Conformat en calent. - Acers al B.
  33. 33. 5. Bibliografia recomenada · Jornada Tècnica – Ripoll - 12/03/2009 · <ul><li>Metal Forming: Mechanics and Metallurgy. W.F. Hosford and R.M. Caddell. Cambridge University Press. 2007. </li></ul><ul><li>Mechanical Behavior of Materials. W.F. Hosford. Cambridge University Press. 2005. </li></ul><ul><li>Formability of Metallic Materials. D. Banabic, H.J. Bunge, K. Pöhlandt and A.E. Tekkaya. Springer-Verlag. 2000. </li></ul><ul><li>Advanced High Strength Steel (AHSS) – Application Guidelines. International Iron & Steel Institute. 2006. (www.worlsautosteel.org) </li></ul>
  34. 34. Gràcies per la seva atenció! Precs i preguntes??

×