Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Экспериментальное исследование влияния условий закалки на воздухе на структуру стали 22MnB5 (30Г2С2Ф)

Mert ONAN, Mahmud Cemaleddin YALÇIN, RESUL ÖNDER TEMİZ, Şükrü TALAŞ

Аннотация


Исследовано влияние закалки на воздухе на структуру и свойства стали 22MnB5 (30Г2С2Ф) с покрытием Al – Si. Скорость охлаждения стали после выдержки в печи варьировали с помощью закалочного устройства. В результате формирование мартенситной структуры было обеспечено при скорости охлаждения 25 и 13 °C/с. Структуру и фазовые превращения в стали при термической обработке изучали методами термического анализа, применяя дифференциальную сканирующую калориметрию и термопары, а также оптическую и электронную микроскопию. Установлено, что закалка стали 22MnB5 на воздухе приводит к формированию микроструктуры, сопоставимой с образующейся при охлаждении в штампе. Элементный анализ Al – Si-слоев показал, что путь диффузии сокращается при снижении скорости закалки. После термической обработки в структуре стали с покрытием наблюдается образование Fe – Al-соединений в переходном слое. После закалки стали 22MnB5 с Al – Si-покрытием значения микротвердости в покрытии и вблизи него выше, чем в основном металле.


Ключевые слова


quenching, hot forming, 22MnB5 steel, Al – Si surface layer, microstructure, phase transformations

Полный текст:

PDF

Литература


Jonsson M. Press hardening, from innovation to global technology // In: Proceedings of the first international conference on hot sheet metal forming of high-performance steel; Kassel, Germany: Steel grips. October 2008. P. 253–65.

Altan, T. Hot-stamping boron-alloyed steels for automotive parts. Stamping Journal, 2007, 19.2: 10.

Merklein, M., Lechler, J. Investigation of the thermo-mechanical properties of hot stamping steels // Journal of materials processing technology. 2006. V.177.1-3. P. 452-455. (DOI 10.1016/j.jmatprotec.2006.03.233).

Maikranz‐Valentin, M., Weidig, U., Schoof, U., Becker, H. H., & Steinhoff, K. Components with Optimised Properties due to Advanced Thermo‐mechanical Process Strategies in Hot Sheet Metal Forming // Steel research international. 2008. V.79. Is.2. P. 92-97. (DOI /10.1002/srin.200806322).

Hein, P., Wilsius, J. Status and innovation trends in hot stamping of USIBOR 1500 P // Steel research international. 2008. V.79. Is. 2. P. 85-91. (DOI/10.1002/srin.200806321).

Bardelcik, A., Salisbury, C. P., Winkler, S., Wells, M. A., Worswick, M. J. Effect of cooling rate on the high strain rate properties of boron steel // International Journal of Impact Engineering. 2010. V. 37. Is. 6. P. 694-702. (DOI/10.1002/srin.200806321).

Kocar, O., & Livatyalı, H. Investigation on the mechanical properties of press-hardened boron steel sheets using the conductive heating technique // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications. 2020. V. 234. Is. 8. P. 1084-1098. (DOI/10.1177/14644207209265).

Lachmann C and Eisenberg S. Press hardening steels in automotive application-chances and challenges // In: 2nd international conference on steels in cars and trucks, Wiesbaden, Germany, 1–05 June 2008.

Lee CW, Choi WS, Cho YR, et al. Microstructure evolution of a 55 wt.% Al–Zn coating on press hardening steel during rapid heating // Surf Coat Technol. 2015. V.281. P. 35–43. (DOI/10.1016/j.surfcoat.2015.09.041).

Vojtech K., Marcello C., Filip P., Jaroslav F., Jaroslav P., Tomas P., Marie K. , Dalibor V. Phase Composition of Al-Si Coating from the Initial State to the Hot-Stamped Condition // Materials. 2021. V.14 (5). P.1125. (DOI/10.3390/ma14051125).

Grauer, S. J., Caron, E. J. F. R., Chester, N. L., Wells, M. A., Daun, K. J. Investigation of melting in the Al–Si coating of a boron steel sheet by differential scanning calorimetry // Journal of Materials Processing Technology. 2015. V.216. P. 89-94. (DOI/10.1016/j.jmatprotec.2014.09.001).

Windmann M, Röttger A, Theisen W. Formation of intermetallic phases in Al-coated hot-stamped 22MnB5 sheets in terms of coating thickness and Si content // Surface and Coatings Technology. 2014. V. 246. P.17-25. (DOI/10.1016/j.surfcoat.2014.02.056).

WSS-M99P39-A4, Ford Spec., Performance, Steel, Sheet, Boron Treated, Aluminized, High Strength, Ultimate Tensile Strength Defined On Print.

Kubosova A, Karlik M, Hausild P, Prahl J. Fracture behaviour of Fe3Al and FeAl type iron aluminides // In Materials Science Forum. 2008. V. 567. P.349-352. (DOI/10.4028/www.scientific.net/MSF.567-568.349).

Kolaríkova M, Choteborsky R, Hromasova M, Linda M. The characteristics of AlSi coating on steel 22MnB5 depending on the heat treatment // Acta Polytechnica. 2019. V.59. No.4. P.352–358. (DOI/10.14311/AP.2019.59.0352).

Turetta A, Bruschi S, Ghiotti A. Investigation of 22MnB5 formability in hot stamping operations // Journal of Materials Processing Technology. 2006. V. 177. Is.1-3. P. 396-400. (DOI/10.1016/j.jmatprotec.2006.04.041).

Naganathan A, Ravindran D, and Altan T. Hot-stamping boron-alloyed steels for automotive parts: FE simulation of the process // Stamping Journal. 2011. V.23. Is.2. P.12-13.

Kolleck R, Veit R, Merklein M, Lechler J, Geiger M, Investigation on induction heating for hot stamping of boron alloyed steels // CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2009. V.58. Is.1 P. 275–278. (DOI/10.1016/j.cirp.2009.03.090).

Andreiev A, Grydin O, Schaper M. Evolution of Microstructure and Properties of Steel 22MnB5 due to short Austenitization with Subsequent Quenching // Steel Research International. 2016. V.87. Is. 12. P. 1733-1741. (DOI/10.1002/srin.201600086).

Naderi M, Uthaisangsuk V, Prahl U, Bleck W. A numerical and experimental investigation into hot stamping of boron alloyed heat treated steels // Steel Research International. 2008. V.79. Is. 2. P. 77-84. (DOI/10.1002/srin.200806320).

Paar U, Becker H H, Alsmann M. Press-hardened components from Kassel: chances and challenges // In: 1st International Conference on Hot Sheet Metal Forming of High-Performance Steel, Kassel, Germany. 2008. P.153–162.

Agudo L, Weber S, Pinto H, Arenholz E, Wagner J, Hackl H, Bruckner J, Pyzalla A. Study of Microstructure and Residual Stresses in Dissimilar Al/Steel Welds Produced by Cold Metal Transfer // Materials Science Forum. 2008. V. 571-572. P.347-353. (DOI/10.4028/www.scientific.net/MSF.571-572.347).

Prakash, U. Intermetallic matrix composites based on iron aluminides // In: Intermetallic Matrix Composites. Woodhead Publishing. 2018. P. 21-35.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2026.1.24-24

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026