24 • OHUTLEVY 2025 www.ohutlevy.com Kuten kuvasta nähdään, on kaikkien ferriittisten terästen syvävedettävyys parempi kuin austeniittisten terästen, mikä johtuu niiden vähäisemmästä muokkauslujittumisesta. Vaikka stabiloitujen EN 1.4509 ja EN 1.4622 terästen vetokokeissa saadut -r-arvot olivatkin korkeammat kuin EN 1.4016:n, ei niiden LDR-arvo kuitenkaan poikkea toisistaan eli teräkset ovat kyseisen testin perusteella syvävedettävyydeltään yhtä hyviä. Rajamuovattavuuskäyrien (Forming Limit Curve, FLC) määritys tapahtuu pullistamalla erilaisen geometrian omaavia näytteitä Erichsen-muovattavuudentutkimuslaitteistolla ja optista venymienmittausjärjestelmää (Aramis) hyödyntäen, kunnes materiaalissa tapahtuu murtuminen. Käyrän yläpuolella materiaali ei kestä, kun taas alapuolella ollaan turvallisella alueella. Määritys tapahtuu standardin SFS-EN ISO 12004-2 mukaisesti. Kuvassa 2 ylhäällä nähdään näytteiden geometriat, joka on suunniteltu siten, että oikealla oleva näyte edustaa puhdasta venytysmuovausta (venytys yhtä suuri joka suuntaan) ja vasemmalla oleva edustaa syvävetoa (toinen suunta venytys, toinen tyssäys). Näiden välillä olevissa näytteissä muodonmuutos vaihtelee venytysmuovauksesta syvävetoon. Kokeiden tuloksena määritetyt rajamuovattavuuskäyrät nähdään kuvassa alhaalla. Käyrien syvävetopäässä (vasemmalla) ferriittiset ja austeniittiset teräkset kestävät suunnilleen yhtä paljon venytystä molempien päävenymien suuntiin, kun taas venytysmuovauspäässä (oikealla) austeniittiset teräkset kestävät selvästi enemmän venytystä. Hankkeen www-sivulta ladattavassa raportissa [1] on esitetty myös venytysmuovauskokeiden tulokset, joiden mukaan venytysmuovattavuus (Erichsenindeksi, IE) on austeniittisilla teräksillä selvästi suurempi kuin ferriittisillä teräksillä, mikä on selkeästi linjassa rajamuovattavuuskäyrien kanssa. Simuloidut muovattavuuskokeet Koemateriaalien vetokokeista saatu data, muun muassa r-, n- ja k-arvot sekä rajamuovattavuuskäyrät, annettiin syöttötietoina ANSYS Forming -ohjelmistoon. LDR-kokeissa käytetyt työkalut mallinnettiin ja syötettiin ohjelmistoon. Tämän jälkeen eri halkaisijoiltaan olevien aihioiden muovauskoe simuloitiin ja tarkasteltiin saatua dataa. Kuvassa 3 nähdään esimerkki simuloidusta LDR-kokeesta. Kuvassa oikealla nähdään suurimmalla mahdollisella aihiolla (LDRarvolla) muovattu kuppi, ja vasemmalla kuppi, joka on murtunut liian suuren aihion vuoksi (LDR-arvo ylitetty). Kaikille koemateriaaleille tehtiin vastaava simulointi, jonka tuloksena määritettiin LDR-arvot ja verrattiin niitä todellisissa kuppikokeissa määritettyjen LDR-arvojen kanssa. Lisäksi tarkasteltiin materiaalin ohenemista muovauksen aikana. Simulointi määrittää eri kohdissa kappaletta tapahtuvan materiaalin ohenemisen. Muovatuista kupeista valmistettiin poikkileikkaushieet ja mitattiin todelliset ohenemat. Näitä verrattiin kullekin materiaalille simuloinneissa saatujen tulosten kanssa. Muovattavuuskokeiden ja simulointien vertailu Muovattavuuskokeissa ja simuloinnissa määritetyt LDR-arvot sekä kupeista mitatut ohenemat on esitetty taulukossa 2. KUVA 1. Koemateriaalien syvävedettävyys rajavetosuhteella LDR ilmaistuna. KUVA 2. Koemateriaalien rajamuovattavuuskäyrät (FLC).
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU0MzgwNw==