Fracture toughness analysis of automotive steel in plane stress TOUGHNESS ANALYSIS OF AUTOMOTIVE STEEL IN PLANE STRESS

Abstract

Cílem výzkumné práce bylo stanovení lomové houževnatosti ocelí pro aplikace na karoserie automobilů v podmínkách dominantní rovinné napjatosti (tenké plechy) hodnocením energie spotřebované rozvojem lomu. Nedostatek vhodných mezinárodních standardů a komplikovaná metodologie testování byly motivací pro hledání spolehlivé alternativní metody. Většina stávajících mezinárodních norem pro měření lomové houževnatosti je primárně navržena na základě dominantního stavu rovinné deformace. Proveden byl komplexní průzkum metod, založených na přímé evidenci energie při rozvoji lomu a studovány parametry, které ji ovlivňují. Pro stanovení lomové houževnatosti dvoufázové oceli (DP450) a oceli bez intersticí (IF) byla úspěšně použita metoda „Essential Work of Fracture” (EWF). V práci je ověřena aplikovatelnost metody EWF v různých režimech zatížení - tah, smyk, kombinovaný mód; analyzován je vliv poloměru vrubu na lomovou houževnatost. Pomocí krystalografických analýz (EBSD) jsou komplexně studovány všechny parametry materiálu ovlivňující lomovou houževnatost. Fraktografické analýzy lomových ploch po EWF testu jsou provedeny pomocí rastrovacího elektronové mikroskopie (SEM). Pro oceli DP450 a IF byla studována lokální deformace vyvolaná během rozvoje lomu. Mezní diagramy tvařitelnosti (FLD) a diagramy meze destrukce (FFD) jsou konstruovány pro DP450 a IF ocel a doplněny o vyhodnocení zkoušek rozšiřování otvoru. Finálně je provedeno komplexní srovnání a analýza provázanosti výše uvedených parametrů.