Souvent trouvé dans la vie quotidienne, comme une plaque d'acier douce et d'autres matériaux après un travail chaud ou froid, placé à température ambiante pendant une période de temps, ses propriétés mécaniques ont changé, les performances de ces matériaux métalliques avec l'extension du temps et le phénomène connu sous le nom de vieillissement.
Les conditions du vieillissement vieillissantes ont tendance à aggraver les performances du matériau, dans la pratique de production devrait faire attention à la prévention, mais peut également maîtriser la règle de changement, afin qu'elle puisse être utilisée dans la production. En raison de la composition chimique différente de l'acier, du travail avant chaud ou du froid et l'utilisation de différentes températures, le vieillissement de l'acier a également des performances différentes. Acier par traitement de la solution solide Après refroidissement rapide à la température de vieillissement, les éléments d'alliage seront dans un état sursaturé, à l'heure actuelle, si les éléments d'alliage ont encore la capacité de diffuser, puis avec la prolongation du temps, les éléments d'alliage dans le L'acier proviendra de la solution solide dans la chute (ou les précipitations) entraînant des modifications des propriétés du matériau, ce qui est appelé vieillissement. Définition du processus de vieillissement: toutes les propriétés des matériaux au fil du temps sont collectivement appelées le processus de vieillissement. Conditions de vieillissement: 1) Les éléments d'alliage ont une certaine solubilité; 2) Solubilité avec la réduction de la température et réduire; 3) Solution solide à haute température d'éléments d'alliage, après refroidissement rapide pour devenir sursaturé; 4) Dans l'état à basse température, les éléments d'alliage ont encore un certain taux de diffusion.
Le phénomène vieillissant est un phénomène spontané de l'état non équilibre à l'état d'équilibre. Si le traitement de la solution est refroidi très lentement pour atteindre l'équilibre sans déformation à froid, le vieillissement ne se produira pas.
Le phénomène de vieillissement en acier est principalement causé par le carbone en acier, les atomes interstitiels azotés. Le carbone, l'azote est un atome d'écart en acier, les atomes d'espace ont généralement une certaine capacité de diffusion à température ambiante, leur solubilité est réduite avec la réduction de la température, de sorte que le traitement de la solution après le refroidissement rapide causé par la sursaturation peut produire un vieillissement phénomène. Par conséquent, le phénomène vieillissant peut être divisé en vieillissement de l'extinction et vieillissement de la tension (vieillissement de déformation, vieillissement mécanique). Le vieillissement de l'extinction est le durcissement des précipitations d'une solution solide causée par un refroidissement rapide à une certaine température.
À cette température, les éléments de deuxième phase deviennent sursaturés. Les précipitations se produisent à des températures plus élevées et avec de multiples applications et entraînent une augmentation de la limite d'élasticité, de la résistance à la traction et du durcissement. Le vieillissement de la tension est un phénomène qui se produit dans certains matériaux après déformation plastique. Pour les plaques d'acier légères, le vieillissement de la tension entraîne la reproduction d'un rendement discontinu, une augmentation de la limite d'élasticité et du durcissement, et une diminution de la ténacité sans changement significatif de la résistance à la traction.
Changements dans les propriétés En raison du vieillissement du matériau, ses propriétés subiront de grandes modifications, principalement les changements suivants.
1) La dureté du matériau augmente;
(2) La résistance de l'acier (limite d'élasticité a augmenté, la résistance à la traction a augmenté ou inchangé), la plasticité et la ténacité (allongement, rapport de retrait de section, résistance à l'impact) ont diminué; 3) Certaines propriétés électriques et propriétés physiques ont également changé, comme la diminution de la résistance électrique, la coercivité magnétique a augmenté.
Le processus de vieillissement est un phénomène spontané de l'état de non-équilibre à l'état d'équilibre, est le carbone, l'azote et d'autres atomes interstitiels dus à la sursaturation, à basse température par la capacité de diffusion, de la solution solide pour tomber (ou précipitation),, entraînant des changements dans les propriétés du processus matériel.
Afin de nous assurer que nous avons besoin d'une variété de propriétés de la bande, nous devons utiliser les mesures de processus de production correspondantes pour empêcher la survenue d'un phénomène de vieillissement de la bande. Ces mesures de processus de production sont le soi-disant vieillissement.
Dans la fournaise de recuit continu est installée dans la section de sur-vieillissement, pour certaines exigences de sur-vieillissement du traitement du vieillissement de la qualité en acier (tels que DQ-AK, DDQ-AK, DP Steel, Trip Steel), c'est-à-dire dans le plage de température de sur-vieillit de la qualité de l'acier, de sorte que la bande pour maintenir suffisamment de temps de sur-âge, de sorte que le carbone, l'azote et d'autres atomes interstitiels pour précipiter complètement, mais leurs précipitations et les précipitations de la L'acier à faible teneur en carbone ordinaire est très différent, principalement en raison de l'ajout simultanée d'aluminium, de vanadium, de niobium et d'autres éléments d'alliage de ce type d'acier, cette partie des éléments formera un nitrure stable avec des précipitations d'azote en même temps, de sorte que cela La matrice de ferrite s'est renforcée (connue sous le nom de deuxième phase du durcissement diffus) et le raffinement des grains, de sorte que la résistance et la ténacité de l'acier peuvent être considérablement amélioré, tandis que le phénomène de vieillissement à la température à la basse température est supprimé.
Voici des analyses spécifiques des effets du vieillissement sur l'estampage et les contre-mesures: 1. Effets du vieillissement sur l'estampage
(1) Changements dans les propriétés mécaniques La limite d'élasticité augmente: la limite d'élasticité (YS) de l'acier augmente après le vieillissement, conduisant à une augmentation de la force de formation requise pour l'estampage et l'usure accrue de la matrice. Diminution de la plasticité: l'allongement est réduit, ce qui est facile à provoquer des fissures d'estampage, en particulier pour les pièces de forme complexe (telles que les pièces tirées en profondeur et les pièces de fardeau). Augmentation de l'anisotropie: le vieillissement peut aggraver l'anisotropie du matériau, entraînant une formation inégale (comme l'effet de patte).
(2) Stress résiduel et stabilité dimensionnelle - Si un stress résiduel existe dans la partie estampillée, le stockage à long terme peut provoquer des problèmes de déformation, de distorsion et d'autres problèmes de déformation dus à la libération du stress, affectant la précision de l'assemblage.
(3) Détérioration de la formabilité - Après le durcissement de l'âge, le diagramme de limite de formage (FLD) du matériau est décalé vers la gauche, ce qui réduit le rapport de dessin ultime du matériau (LDR) et augmente le risque de rupture en profondeur. - Pour les aciers à haute résistance (par exemple, les aciers DP, les aciers à voyage) et les aciers à cuire (les aciers BH), le vieillissement doit être spécifiquement pris en compte dans la conception du processus.
(4) La qualité de la surface et le recul - une résistance accrue conduit à une augmentation du dos, ce qui affecte la précision dimensionnelle de la pièce et rend la mise en service des moisissures plus difficile. - Le vieillissement de la tension de surface peut provoquer des bandes Lüders (bandes Lüders), entraînant des rayures de déformation inégales à la surface de la partie estampillée.
(5) L'effet des conditions de stockage - un environnement humide, certains grades d'acier (tels que l'acier à haute résistance contenant du phosphore) peuvent être dus au vieillissement et à la corrosion ensemble, exacerbant la détérioration des performances.
2. Contre-mesures
(1) Sélection des matériaux et sélection de traitement des matériaux à faible sensibilité au vieillissement: par exemple, les aciers à carbone ultra-bas (si les aciers) ou les aciers avec des éléments stabilisants (Ti, NB). Application des aciers à durcissement de la cuisson (aciers BH): utilisez le vieillissement artificiel (par exemple le séchage de peinture) pour améliorer la force tout en maintenant une bonne formabilité avant l'estampage. Recuit du soulagement des contraintes: recuit à basse température des pièces tamponnées pour éliminer les contraintes résiduelles.
(2) Optimisation du processus pour contrôler le temps du cycle des stocks: Évitez le stockage à long terme des feuilles d'acier à froid (<3 mois sont recommandés) et adoptez la gestion de premier ordre (FIFO). Ajustement des paramètres d'estampage: Optimiser la force d'emprunt, les conditions de lubrification et la clairance de la matrice pour la résistance du matériau après le vieillissement. Traitement de pré-déformation: accélérer le processus de vieillissement en pré-étraction ou pré-distorsion pour stabiliser les propriétés des matériaux.
(3) Conception de moisissure et compensation de simulation de la conception du rebond: en fonction de la tendance du rebond du matériau après le vieillissement, corrigez le profil de moule. Simulation de CAE: Utilisez une analyse par éléments finis (par exemple l'autoforme, Dynaform) pour prédire l'impact du vieillissement sur l'estampage et optimiser la fenêtre de processus.
(4) Contrôle de la qualité Test régulier des propriétés des matériaux: surveiller l'indice de limite d'élasticité, d'allongement et de vieillissement (par exemple, la valeur BH) de l'acier de stock. Test de vieillissement accéléré: simulez le vieillissement naturel à long terme par chauffage (par exemple 100 ° C x 1H) pour évaluer à l'avance les risques d'estampage.
3. Scénarios d'application typiques
Pièces de revêtement automobile: les aciers BH sont renforcés en vieillissant par le revêtement et le séchage, en tenant compte à la fois de la formabilité d'emboutissage et de la force des pièces. Pièces électroniques de précision: Les conditions de stockage doivent être strictement contrôlées pour empêcher la surdimension en raison du vieillissement. Pièces en acier à haute résistance: l'acier DP et l'acier martensitique doivent entrer rapidement dans le processus suivant après l'estampage pour éviter la fluctuation des performances.
L'effet du vieillissement en acier sur l'estampage se reflète principalement dans le durcissement des matériaux, le déclin de la plasticité, l'augmentation du rebond et la stabilité dimensionnelle réduite. Grâce à la sélection raisonnable des matériaux, à l'optimisation des processus et à la conception des moisissures, les effets négatifs du vieillissement peuvent être contrôlés efficacement et en même temps, des propriétés telles que le durcissement de la cuisson peuvent être utilisées pour améliorer les performances des pièces. Dans la production réelle, il est nécessaire de combiner les propriétés des matériaux, les cycles de stockage et les exigences en partie pour développer une stratégie ciblée. 