OHUTLEVY 2026 • 9 www.ohutlevy.com Tuloksista huomattiin selkeä korrelaatio särmäyksen laadun ja venymäjakauman välillä. Paremmin särmättävällä materiaalilla mitattu maksimi venymäarvo oli selkeästi alhaisempi (25–27 %) kuin heikommin särmättävällä materiaalilla (35–42 %). Kummankaan materiaalien venymäjakaumat eivät kuitenkaan osoittaneet erityisen hyviä tuloksia, sillä vertailussa referenssimateriaali osoittautui molempia uusia A-konseptin materiaaleja paremmaksi venymän paikallistumisen vastustamisessa. Tämä havainto osaltaan selittää särmäystesteissä havaittuja korkeita särmän karkaamistasoja ja viittaa siihen, että A-konsepti ei nykyisessä muodossa täytä haluttuja vaatimuksia tasaisen särmäyskäyttäytymisen saavuttamiseksi. Mikrorakennetutkimukset osoittivat, että materiaalin mikrorakenne oli koko ainepaksuuden läpi lähes täysin homogeenista martensiittia. Näytekappaleiden pintakerroksissa havaittiin kuitenkin pienessä määrin pehmeämpiä faaseja, mikä voi särmäyksen kannalta olla jopa eduksi. Deformaation aikana suurimmat jännitykset kohdistuvat kappaleen pintakerroksiin, jolloin lievästi pehmeämpi pintarakenne voi parantaa kappaleen kestävyyttä särmäyksessä. FEM-simuloinneilla saatu venymäjakauma vastasi kokonaisuutena varsin hyvin DIC-analyysillä määritettyjä jakaumia materiaaleista, joilla oli parempi särmättävyys. Kokeellisesti havaitut paikalliset maksimivenymät olivat kuitenkin viidestä seitsemään prosenttia suurempia mitä simuloinnin ennustamat arvot, myös simuloitu jakauma oli huomattavasti suoraviivaisempi, mitä todellisuudessa. Tämä selittynee sillä, että simuloinneissa materiaalin oletetaan käyttäytyvän ideaalisesti, mikä ei täysin vastaa todellista materiaalikäyttäytymistä. Simulointitulosten tarkentamiseksi plastisuusmalleja tulisi kehittää siten, että ne huomioivat paremmin esimerkiksi mikrorakenteen ja tekstuurin vaikutukset. Yhteenveto Särmäystestien tulokset osoittivat, ettei A- ja B-konseptien särmättävyys yltänyt halutulle tasolle, vaikka materiaalit saavuttivat osin tavoitellut Ri-arvot. Suurin ongelma näillä oli voimakas karkaaminen painimelta, joka viittaa venymän paikallistumiseen. DIC analyysit tukivat tätä havaintoa, ja lisäksi osoittivat selkeän yhteyden särmäystestitulosten ja venymäjakauman maksimin välillä. Mikrorakennetutkimukset osoittivat A-konseptin olevan pääosin homogeenista martensiittia. Pintakerroksissa havaittiin kuitenkin jonkin verran pehmeämpiä faaseja, joilla voi olla jopa särmättävyyttä edistävä vaikutus. Särmäystestien ja DIC-analyysin perusteella pelkkä mikrorakenteen homogeenisuus ei riitä parantamaan särmättävyyttä riittävästi. C-konseptin materiaalit olivat selkeästi voimakkaammin seostettuja, ja ne täyttivät asetetut tavoitteet ja osoittivat stabiileinta särmäyskäyttäytymistä. Tulosten perusteella seostuksella on mikrorakenteen ohella myös merkittävä rooli särmättävyyden parantamiseksi. FEM simulointien tulokset vastasivat kohtuullisesti kokeellisesti määritettyjä venymäjakaumia, vaikka simuloidut venymähuiput jäivät hieman DIC-mittauksissa havaittuja arvoja pienemmiksi. Simuloinneissa kontaktipisteet siirtyivät materiaalissa eteenpäin nopeammin kuin kokeissa, mutta huippuarvoja lukuun ottamatta venymäjakaumien muodot olivat samankaltaiset molemmissa menetelmissä. Tulosten perusteella simulointimallin tarkkuutta voitaisiin parantaa huomioimalla materiaalin mikrorakenne ja tekstuuri, jolloin ideaalinen materiaalikäyttäytyminen luultavasti vastaisi paremmin todellista tilannetta, jolloin simulointi toimisi kustannustehokkaana työkaluna testauksessa. ■ Lähdekirjallisuutta Veijonaho, V., 2025. Experimental and Computational Investigation of the Bendability of 960Mpa Ultra-High Strength Steel. Master’s Thesis. University of Oulu Pokka, A-P., Arola, A-M, Kaijalainen, A., Kesti, V & Larkiola, J., 2021. Strain distribution during air bending of ultra-high strength steels. In: ESAFORM 2021: 24th International Conference on Material Forming, University of Liège 14.- 16.2021. Pokka, A-P.,2020. Effect of bending parameters on bending forces and surface strains in air bending of ultra-high strength steels. Master´s thesis, University of Oulu. Available at: https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202006182494 Kaijalainen, A. J., Suikkanen, P. P., Karjalainen, L. P. & Porter, D. A., 2016. Influence of subsurface microstructure on the bendability of ultrahigh-strength strip steel, Metallurgical and Materials Transactions A, 47(1), pp. 362–373. Available at: https://doi.org/10.1007/s11661-015-3220-0. Vorkov, V., Aerens, R., Vandepitte, D. & Duflou, J.R., 2014. The multi-breakage phenomenon in air bending process, Key Engineering Materials 2014, Trans Tech Publ, p. 1047-1053. • VILJAMI VEIJONAHO, FORMING SPECIALIST, SSAB EUROPE OY • VILI KESTI, SENIOR FORMING SPECIALIST, SSAB EUROPE OY KUVA 6. Saadut venymäjakaumat (DIC vs. FEM).
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU0MzgwNw==