Experimental and numerical investigation of Bake Hardening process in cold rolled Dual phase steels

  • Experimentelle und numerische Untersuchung des Bake Hardening-Prozesses bei kaltgewalzten Dualphasenstählen

Serafeim, Alexandros; Bleck, Wolfgang (Thesis advisor); Prahl, Ulrich (Thesis advisor)

Aachen (2019, 2020)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Kurzfassung

Dualphasenstähle (DP-Stähle) sind aufgrund ihrer attraktiven Umformeigenschaften und ihrer Robustheit, die eines der am häufigsten verwendeten Materialien in der Automobilindustrie. Der Bake Hardening (BH)-Prozess ist eine Alterungsbehandlung, die auf gestanzte und lackierte Automobilteile angewendet wird und einen Festigkeitszuwachs Verstärkungszuwachs bewirken kann, der ein erhebliches Potenzial zur Gewichtsreduzierung bietet. bieten kann. In dieser Studie wurde das Bake Hardening von DP-Stählen im Hinblick auf makroskopische Reaktion, mikrostrukturelle Effekte Wirkung und Simulationsmethoden untersucht. Zunächst wurde die BH-Festigkeitssteigerung für eine Vielzahl von Temperaturen, Zeiten und Vorspannungen für fünf 5 DP-Stahl-Mikrostrukturen mit unterschiedlichen Martensitanteilen und vor der Verarbeitung charakterisiert. Darüber hinaus wurde die Mikrostruktur unter verschiedenen Bedingungen mithilfe mit Hilfe der Elektronenmikroskopie untersucht, um die Versetzungsdichte und das Ausscheidungsverhalten zu bewerten. Schließlich wurden die grundlegenden Mechanismen (Cottrell-Atmosphären, Ausscheidungen und Eigenspannungen) von BH unter Verwendung von physikalisch basierten Mikrostrukturmodellen in Kombination mit FE (Finite Elemente)-Simulation modelliert, um die Wechselwirkungen innerhalb das Wechselspiel zwischen der zweiphasigen Mikrostruktur zu erfassen. Das Verhalten von BH mit Prozessparametern wurde vollständig charakterisiert und die Beziehungen zwischen BH und Prozessparametern wurden vollständig etabliert. Darüber hinaus bezog sich das makroskopische BH-Verhalten auf die mikrostrukturellen Prozesse, die während der Alterung stattfanden. Zu diesem Zweck wurden die Wechselwirkungen zwischen Ausscheidung, Versetzungsdichte und gelöstem Kohlenstoff ermittelt. Unter Verwendung des physikalisch basierten Modells wurden diese mikrostrukturellen Wechselwirkungen zusammen mit dem Beitrag der Eigenspannungen durch FE-Simulationen quantifiziert. Insgesamt wurde ein gutes Verständnis der Material- und Prozessparameter, die den BH-Prozess beeinflussen, erarbeitet und eine Modellierungsmethodik mit angemessener Genauigkeit vorgeschlagen.

Einrichtungen

  • Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik [520000]
  • Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Metalle und Institut für Eisenhüttenkunde [522110]

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