Blachy karoseryjne:

Stale ferrytyczno martenzytyczne DP

• Stale ferrytyczno-martenzytyczne (DP). Jest to grupa stali niskowęglowych, mikrostopowych, zawierających w swojej strukturze miękką osnowę ferrytyczną oraz w zależności od wytrzymałości 20-70% martenzytu. W czasie trwania odkształcenia plastycznego następuje umocnienie ferrytu, dzięki czemu stale typu DP wykazują wyższe początkowe umocnienie, a tym samym lepsze własności mechaniczne od stali HSLA.

• Własności stali ferrytyczno-martenzytycznych zależą od proporcji ferrytu i martenzytu. Przy stosowaniu optymalnej obróbki cieplno-mechanicznej można uzyskać drobnoziarnistą strukturę o wytrzymałości nawet 1000 MPa,

• Blachy ze stali typu DP uzyskane w zbyt wysokiej temperaturze końca walcowania i małej szybkości chłodzenia zawierają pewną ilość perlitu, co powoduje spadek ich wytrzymałości do około 520 MPa. W celu poprawy hartowności należy unikać powstawania grubych wydzieleń cementytu oraz stosować pierwiastki stopowe tj. mangan, krzem, molibden, i wanad.

• Stale ferrytyczno-martenzytyczne są używane na elementy kół, wsporników oraz kształtowników zderzakowych.

Stale CP

• Complex Phase-CP Zbliżony kierunek rozwoju do stali ferrytyczno-martenzytycznych stanowią stale CP. Dzięki zawartości w swojej mikrostrukturze drobnoziarnistego ferrytu i międzywęzłowego bainitu, a także dzięki utwardzeniu dyspersyjnemu wydzieleniu węglików i/lub azotków stale te wykazują wytrzymałość na rozciąganie do około 800 MPa, a nawet więcej. W celu uzyskania drobnoziarnistych wydzieleń stosuje się dodatki niobu, tytanu i/lub wanadu.

• Stale CP charakteryzują się dobrą odkształcalnością i wysoką zdolnością pochłaniania energii w trakcie zderzenia. Dzięki tym własnością stale CP są z powodzeniem stosowane na elementy konstrukcyjne, ochraniające przed uderzeniami bocznymi, umieszczonymi w drzwiach samochodu. Dalszy przewidywany zakres stosowania stali w budowie pojazdu stanowić mogą ramy dachowe, belki wzdłużne, amortyzatory i elementy wzmacniające karoserię.

Stale martenzytyczne

• Stale martenzytyczne. Jest to grupa stali o najwyższej wytrzymałości sięgającej 1500 MPa. W trakcie wysokotemperaturowej obróbki cieplno-mechanicznej austenit prawie w całości zmienia się w martenzyt. Stale martenzytyczne w większości zawierają w swojej strukturze martenzyt płytkowy. W celu poprawy własności plastycznych zazwyczaj są one poddawane operacji odpuszczania. Dodatek krzemu, chromu, molibdenu, boru, wanadu i niklu oraz zwiększenie zawartości węgla, powoduje wzrost hartowności stali.

Stale trip

Stale TRIP. Są to nisko i średniowęglowe stale o wysokiej wytrzymałości. (Transformation Induced Plasticity) Mikrostruktura tych stali składa się z osnowy ferrytycznej zawierającej cząstki fazy twardej – martenzytu i/lub bainitu. Stale te posiadają również w swojej strukturze niestabilny austenit szczątkowy o ułamku objętościowym większym niż 5%. W trakcie trwania odkształcenia plastycznego na zimno, austenit szczątkowy przekształca się w obszarze koncentracji odkształceń.

• Stale TRIP wykazują lepszą calkowitą zdolność do umocnienia w porównaniu ze stalami typu DP oraz stalami HSLA. Stosuje się w nich wyższą zawartość węgla, krzemu i/lub aluminium niż w przypadku stali DP w celu obniżenia temperatury końca przemiany martenzytycznej (Mf). Własności mechaniczne stali TRIP zależą głównie od udziału niestabilnego austenitu szczątkowego. Jeżeli przemiana austenitu szczątkowego w martenzyt następuje stopniowo, wówczas uzyskuje się blachy stalowe o bardzo dobrych własnościach wytrzymałościowych i dobrej tłoczności.

Stale TWIP

• Są to stale z dodatkiem 15-30% manganu. Stale te cechuje niski ciężar właściwy (p=7,73 g/cm3), uzyskane poprzez zastosowanie dodatków krzemu i aluminium. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu skladu chemicznego oraz dzięki mechanizmowi odksztalcenia plastycznego przez bliźniakowanie, stale te wykazują wysoką granicę plastyczności,rzędu 600-1100 MPa i bardzo duże wydłużenie, równe 60-95%. Powstanie w mikrostrukturze faz martenzytycznych zależy głównie od energii błędu ułożenia, temperatury i stopnia odkształcenia przetwarzanej stali.

Stale IF

• Stale typu IF (Interstitial Free). Stale typu IF charakteryzują się brakiem pierwiastków międzywęzłowych w roztworze stałym tj. węgla i azotu. Należą one do grupy stali ultraniskowęglowych o zawartości:

• C < 0,005 (zazwyczaj poniżej 0,0035),

• N < 0,005 (zazwyczaj poniżej 0,0020),

• S < 0,005 (zazwyczaj poniżej tej wartości)

• Resztkowe zawartości węgla i azotu zostają związane w węgliki i węglikosiarczki za pomocą dodatków Ti,Nb lub Zr.

• Dzięki opanowaniu procesu głębokiego odwęglania kąpieli stalowej i sposobów jej ciągłego odlewania pozwoliło na masową produkcję stali o zawartości węgla zbliżonej do jego granicznej rozpuszczalności w ferrycie

• (ok. 0,002 przy temperaturze Ac1). Stale te zapewniają uzyskanie blach niestarzejących się, w gatunkach o najwyższej tłoczności. Swoje pierwsze zastosowanie znalazły właśnie w przemyśle samochodowym.

• Uzyskanie bardzo małych zawartości C i N w procesie wytapiania i obróbki pozapiecowej jest głównym warunkiem uzyskania blach o odpowiednio dobrych parametrach. Azot w nadmiarze pogarsza plastyczność co wiąże się z niekorzystnym przesunięciem granicy plastyczności. Przyjmuje się, że azot zawarty w stali, zostaje związany w fazie ciekłej w postaci azotku tytanu (TiN) krystalizującego z cieczy. Ilość tytanu, który zostanie dodany powinna wystarczyć do związania siarki w wydzielający się, przy temperaturach przekraczających 900^oC, złożony węgliko-siarczek (Ti₄C₂S₂)

• Wymagania producentów samochodów związane z bardzo dużą konkurencją na rynku motoryzacyjnym zmierzają do otrzymania blach o niskiej granicy plastyczności (łatwość tłoczenia) i dużej wytrzymałości wytłoczek. Wymagania takie można spełnić przy dodaniu następujących składników stopowych: P ??, Si, Mn, Cr. Uzyskano gatunki stali z dodatkiem Mn do 1,5 %, stabilizowanej jednocześnie Ti, Nb, w których przy wymaganej granicy plastyczności Re ~ 220 MPa i wytrzymałości Rm ~ 380 MPa, osiągnięto wydłużenie całkowite Ac ~ 40 % i współczynnik anizotropii normalnej rn ~ 1,5. Własności mechaniczne zostały poprawione poprzez dodanie fosforu, który z kolei znacznie pogarsza własności plastyczne. Dodatkowa poprawa wytrzymałości (rzędu 30 – 50 MPa) zachodzi w trakcie wypalania powłoki lakierowej gotowego wyrobu

Stale BH

• Stale typu BH (Bake Hardening lub Bake Hardenable). Stale BH umocnione wydzielinowo należą, podobnie jak stale typu IF, do grupy gatunków stali ultraniskwęglowych i charakteryzują się podobnym lub nieco wyższym poziomem zawartości C i N. Jednak w odróżnieniu od stali IF, stale BH mają mniejszą ilość pierwiastków wiążących węgiel i azot (tj: Ti, Nb lub Zr), aby pozostawić w roztworze stałym, niewielką, kontrolowaną ilość atomów węgla w granicach 15-20 ppm, która podczas operacji termicznego utwardzania lakieru, nałożonego na nadwozie, powoduje dodatkowe umocnienie stali.

• Istotą procesu umacniania jest wzrost gęstości dyslokacji po procesie głębokiego tłoczenia oraz koncentracji atomów węgla wokół dyslokacji po procesie wypalania lakieru. Przyrost granicy plastyczności, w blachach ze stali typu BH, następuje od poziomu 200 MPa – w stanie surowym do 250 MPa – po odkształceniu plastycznym – i do 300 MPa – po wypalaniu lakieru.

• Stale BH charakteryzują się odpornością na starzenie w temperaturze pokojowej oraz wzrostem granicy plastyczności dopiero po przeprowadzeniu procesu wypalania lakieru na gotowej karoserii, a więc bez specjalnego zabiegu obróbki cieplnej. Stanowią zatem kombinacje korzystnych własności przetwórczych konwencjonalnych stali głębokotłocznych z własnościami stali o podwyższonej wytrzymałości, które pojawiają się jednak dopiero w gotowym elemencie. Drugą zaletą stali BH jest to, że efekt BH jest tym większy, im mniejsze jest odkształcenie blachy. Wskutek tego następuje wyrównanie lokalnego zróżnicowania wytrzymałości wytloczki, będącego skutkiem różnych stopni odkształcenia podczas jej wykonania.

Wały korbowe

Wał jest najdroższą ( 25 - 30 % ) i najcięższą ( 10 - 15 % ) częścią silnika.

Wał korbowy obciążony jest :

1. siłami ciśnienia gazów

2. siłami bezwładności poruszających się mas

Pod działaniem tych sił wał korbowy ulega zginaniu i skręcaniu. Okresowa zmienność sił powoduje drgania poprzeczne i skrętne. Szczególnie niebezpieczne dla wału są drgania skrętne , które najczęściej są przyczyną pęknięć i złamań.

Budowa wału

Każdy wał składa się z :

1. czopów głównych

2. czopów korbowodowych

3. ramion wału

4. zakończenia przedniego

5. zakończenia tylnego