Geri Dön

22MnB5 çelik sacların sıcak şekillendirilmesinin sonlu elemanlar analizi

Finite element analysis of hot stamping 22MnB5 steel sheets

  1. Tez No: 251581
  2. Yazar: EMRE KURUMAHMUT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HAYDAR LİVATYALI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Otomotiv endüstrisinde araç ağırlığını düşürme ve çarpma-kaza emniyetini iyileştirme üzerine yapılan yoğun çalışmalar ultra yüksek dayanımlı çelik parçalara olan talebi şiddetle yükseltmektedir. Sıcak sac şekillendirme, karmaşık geometrili ve ultra yüksek dayanım gerektiren otomobil parçalarının üretilebildiği en başarılı imalat teknolojilerinden birisidir. Bu işlem, çelik saclar için ısıl işlem ve şekillendirmenin birleştirildiği bir sertleştirme işlemidir. Sıcak çelik sacın yüksek şekillenme kabiliyetinden yararlanılarak, karmaşık geometrili parçaların imalatı mümkün hale gelebilmektedir. Sıcak şekillendirme işleminde en yaygın kullanıma sahip sertleştirilebilen sac malzeme 22MnB5'tir.Malzemeler, sıcak şekillendirme sırasında değişik ölçeklerde meydana gelen eşzamanlı içyapısal değişimler ve mekanik etkileşimlere neden olan ısınma ve soğuma süreçlerine maruz kalırlar. Bu işlemlerin modellenmesi, malzeme özelliklerindeki sert değişimler, faz dönüşümleri, karmaşık bağdaştırmalar (ısıl, mekanik ve metalurjik alanların birbirleri ile olan etkileşimi) ve sınır koşulları gibi güçlükleri ele almayı gerektirir. Bu yüksek lisans tezinde 22MnB5 çeliğinin ısıl işlemler sırasında maruz kaldığı sıcaklık geçmişi ve buna bağlı olarak içyapı oluşumu ve gelişimini (östenitin ferrit, perlit, beynit ve martensite dönüşümü) CCT (Sürekli Soğuma Dönüşüm) diyagramının geriye dönük olarak kullanılmasıyla öngörebilen, sonlu elemanlar yöntemi esaslı bir matematiksel model geliştirilmiştir. ?Gridleme Modeli? isimli bu yenilikçi model ticari bir sonlu elemanlar yazılımı MSC.Marc®'a kullanıcı altrutini PlotV vasıtası ile entegre edilmiştir. Modelin doğruluğu literatürde sunulan modellerin yeniden benzetimi ve 105M178 numaralı TUBİTAK projesi kapsamında yapılan preste sertleştirme (sıcak sac çeliklerinin kalıp teması ile soğutulması) ve termo-mekanik şekillendirme (sıcak şekillendirme) deneylerinin benzetimi ile sınanmıştır. Benzetim sonuçları, gerekli termo-mekanik-metalürjik bağdaştırmaların etkin bir şekilde yapılabildiği takdirde geliştirilen yenilikçi modelin sıcaklık geçmişi ve içyapı gelişimini kabul edilebilir ölçekte öngörebileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

The growing effort to reduce vehicle weight and improve crash safety in the automotive industry has drastically increased the demand for ultra high strength steel components. The hot stamping (with press hardening) is one of the most promising manufacturing technologies for complex high strength automotive sheet steel components. This process combines the shaping and heat treatment of a pre-heated sheet metal with the objective of hardening. The most commonly used steel for press hardening is the heat treatable Manganese-Boron steel 22MnB5.In the course of hot stamping, materials are usually subjected to continuous heating and cooling cycles during which microstructural evolution and mechanical interactions occur simultaneously at different length and time scales. Modeling of these processes necessitates dealing with inherent complexities such as large material property variations, phase transformations, complex couplings and boundary conditions. In this master?s thesis, a mathematical framework based on finite element method and capable of predicting temperature history and evolution of phases (austenite decomposition into ferrite, pearlite, bainite and martensite) during heat treatment of 22MnB5 steel through inverse use of the CCT diagram was developed. A novel approach named the ?Gridding Model? was integrated into the commercial FEA software MSC.Marc® by the user subroutine PlotV. The accuracy of the model was verified by re-simulating some experiments and models found in the literature and simulating press hardening and thermo-mechanical forming experiments conducted within TUBİTAK Project numbered 105M178. Simulation results show that if thermo-mechanical-metallurgical couplings are modeled correctly, the novel model can predict the temperature history and evolution of phases with an acceptable accuracy.

Benzer Tezler

  1. 22MnB5 çelik sacların elektrikli ısıtma ile sıcak şekillendirilmesinin deneysel analizleri

    Experimental analysis of conductive heating technique on hot stamping of 22MnB5 steel sheets

    OĞUZHAN KURUMAHMUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAYDAR LİVATYALI

  2. 22MnB5 çelik sacların elektrikli ısıtma ile preste sertleştirme işleminin metalurjik analizi ve mekanik davranışlara etkisi

    Influence of the conductive heating on press hardening on mechanical and metallurgical properties of 22MnB5 steel sheets

    İSMAİL ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAYDAR LİVATYALI

    YRD. DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN

  3. Yüksek mukavemetli çelik sacların yüksek sıcaklıktaki şekillendirme parametrelerinin incelenmesi

    Investigation of forming parameters of high strength steels in elevated temperatures

    HANDE GÜLER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. REŞAT ÖZCAN

  4. Boron çeliklerin elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi

    Investigation of the combinability of boron steel (22mn5b) with electric resistance point welding

    OZAN DURSUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UĞUR ÖZSARAÇ

    PROF. DR. SALİM ASLANLAR

  5. Nokta direnç kaynağı ile birleştirilen yüksek ve ultra yüksek dayanımlı otomotiv çeliklerinin kaynak kabiliyetinin incelenmesi

    An investigation on the weldability of resistance spotwelded high and ultra high strength automotive steels

    MEHTAP HIDIROĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN