Tłoczenie stali dwufazowej (DP): opanowanie wyjątkowo silnego efektu sprężynowania
Stal dwufazowa (DP) zawdzięcza nazwę mikrostrukturze łączącej miękki, ciągliwy ferryt z twardymi wyspami martenzytu, co zapewnia zarówno dobrą kształtowalność, jak i wysoką wytrzymałość — połączenie atrakcyjne dla motoryzacyjnych elementów konstrukcyjnych tłoczonych, w których liczą się jednocześnie zachowanie w zderzeniu i wytwarzalność. Ta sama mikrostruktura jest powodem, dla którego po opuszczeniu matrycy stal ta zachowuje się inaczej niż stal konwencjonalna.
Sprężynowanie jest większe i trudniejsze do przewidzenia prostymi wzorami
Ponieważ wytrzymałość stali DP wynika z mieszanej mikrostruktury, a nie z jednorodnego umocnienia, jej sprężynowanie po gięciu nie skaluje się z granicą plastyczności tak przewidywalnie jak w konwencjonalnej stali HSLA. Standardowe wzory kompensacji sprężynowania skalibrowane na stali konwencjonalnej często niedoszacowują lub przeszacowują korektę dla gatunków DP, dlatego matryce do stali DP częściej wymagają symulacji kształtowania i fizycznych prób iteracyjnych niż pierwszego przejścia opartego na wzorze.
Rozciągliwość krawędzi wymaga uwagi podczas wykrawania
Twarde wyspy martenzytu mogą sprawiać, że ścinane lub przebijane krawędzie są bardziej podatne na pękanie podczas późniejszych operacji kołnierzowania z rozciąganiem niż w bardziej jednorodnej stali o podobnej wytrzymałości — zjawisko to nazywa się czasem obniżoną rozciągliwością krawędzi. Luz wykrawania i stan stempla mają tu większe znaczenie niż w stali konwencjonalnej, ponieważ bardziej chropowata krawędź ścinana koncentruje naprężenia dokładnie tam, gdzie wyspy martenzytu już stanowią ryzyko zainicjowania pęknięcia.
Planowanie siły prasy i trwałości oprzyrządowania opiera się na tej samej logice co w innych gatunkach wysokowytrzymałych
Podobnie jak inne stale wysokowytrzymałe, gatunki DP wymagają większego nacisku prasy i powodują szybsze zużycie matryc niż stal miękka, dlatego planowanie oprzyrządowania i nośności prasy powinno opierać się na konkretnym gatunku DP, a nie na założeniach wynikających wyłącznie z grubości części. Nasz przewodnik po kompensacji sprężynowania omawia ogólne zasady, na których to się opiera, choć stal DP wymaga dodatkowego etapu symulacji opisanego powyżej.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego stal dwufazowa wymaga symulacji kształtowania bardziej niż konwencjonalna stal wysokowytrzymała?
Jej mieszana mikrostruktura ferrytyczno-martenzytyczna powoduje sprężynowanie, które nie skaluje się przewidywalnie z granicą plastyczności według standardowych wzorów, więc symulacja i fizyczne próby są częściej potrzebne do ustalenia kompensacji niż poleganie na wzorze skalibrowanym dla stali konwencjonalnej.
Czy stal DP jest bardziej podatna na pękanie krawędzi niż zwykła stal wysokowytrzymała?
Może być, szczególnie na ścinanych lub przebijanych krawędziach poddawanych dalszemu kołnierzowaniu z rozciąganiem, ponieważ twarde wyspy martenzytu w jej mikrostrukturze koncentrują naprężenia inaczej niż bardziej jednorodna stal — w rezultacie luz wykrawania i ostrość stempla mają większe znaczenie.