SE531252C2 - Krockbalk av utskiljningshärdat stål - Google Patents
Krockbalk av utskiljningshärdat stålInfo
- Publication number
- SE531252C2 SE531252C2 SE0701436A SE0701436A SE531252C2 SE 531252 C2 SE531252 C2 SE 531252C2 SE 0701436 A SE0701436 A SE 0701436A SE 0701436 A SE0701436 A SE 0701436A SE 531252 C2 SE531252 C2 SE 531252C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- max
- crash
- stainless steel
- steel
- precipitation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
- B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
- B60J5/0423—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure
- B60J5/0426—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure the elements being arranged at the beltline
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
- B60J5/0423—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure
- B60J5/0429—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure the elements being arranged diagonally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
- B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
- B60J5/0443—Beams
- B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
- B62D29/007—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of special steel or specially treated steel, e.g. stainless steel or locally surface hardened steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Description
25 30 531 252 Höghâllfast kolstål (dragbrottgräns <800 MPa) används vanligen för fordonskomponen- ter som är konstruerade för krockskydd beroende på fysikaliska egenskaper, så som hög hållfasthet, god formbarhet, och inneboende förmåga att ta upp krockenergin i en krocksituation.
Komponenter som är tillverkade av höghållfast kolstål är tunga, vilket leder till ett tungt fordon och därvid åtföljande nackdelar, så som hög bränsleförbrukning. När hög hållfasthet i kombination med låg vikt krävs, kan ultrahöghållfasta kolstål (dragbrottgräns >800 MPa), exempelvis borstål, användas. Dock kan ultrahöghâllfasta kolstål medföra formbarhetsproblem liksom låg duktilitet, vilket kan leda till sprött brott.
Ett exempel på en krockbalk beskrivs i EP 1520741, i vilken balken beskrivs såsom en lastbärande balk för bil innefattande ett rektangulärt stålrör. Sprött brott identlfieras såsom ett problem, vilket uppstår för höghållfasta organ med dragbrottgränser som överstiger 1470 MPa. De föredragna produktionsmetodema inkluderar t ex dragning, valsning eller extrudering. l WO 021064390 beskrivs tillverkning av en fordonsdörr med låg vikt, innefattande en stödjande dörram som inkluderar åtminstone en krockbalk, genom varmformning särskilt varmpressning. Dragbrottgränser på över 1000 MPa upp till 1500 MPa förväntas när borstål används. i _ Konventionella tillverkningsprocesser för fordonskomponenter använder i allmänhet varmformning. För att undvika extrakostnader som är förbundna med utbyte av maski- nema i produktionsenheterna, är det en avsevärd fördel om komponenterna kan tillver- kas genom konventionella varmformningstekniker. i Följaktligen är ett syfte med föreliggande uppfinning att .tillhandahålla en krockbalk för användning i fordon, vilken tillhandahåller förbättrade stötuppfångande egenskaper per viktenhet, varvid krockbalken kan utformas med konventionella varmformningstekniker. 10 15 20 25 30 53'l 252 Sammanfattning av uppfinningen Det uppgivna syftet uppnås av föreliggande uppfinning i enlighet med krav 1. Krockbal- ken, enligt uppfinningen, innefattar utsklljningshärdbart rostfritt stål, varvid stålet har en sammansättning, allt i viktprocent, av: C ' max 0,07 Si max 1,2 Mn max 0,7 Cr 10-14 Mo max 1,5 Ni 7-12 Cu max 2,6 Ta 0,6-2,0 (Nb+Ta) max 0,7 återstoden Fe och normalt förekommande föroreningar.
Användning av ett utskiljningshärdbart rostfritt stål, enligt föreliggande uppfinning, i en krockbalk, tillhandahåller en fordonskomponent med förbättrade stötuppfångande egen- skaper per viktenhet, vilket exempelvis kan underlätta signifikant viktreduktion av krock- balken medan samma energiupptagande egenskaper bevaras.
Föreliggande uppfinning hänför sig även till en metod för att producera en krockbalk, innefattande nämnda utskiljningshärdbara rostfria stål, genom varmformning, så som exempelvis varmpressning eller presshärdning. Presshärdning är en tillverkningsprocess för ultrahöghållfasta komponenter med låg vikt, i vilken samtidig formning och härdning utnyttjas. Genom att använda presshärdning möjliggörs formning av komplexa geometrier beroende på den höga formbarheten hos det heta stålet, och härdningen leder till en komponent med mycket hög sträck- och dragbrottgräns, liksom hög måttnoggrannhet. Vidare är nya utforrnningsmöjligheter tillgängliga och komplexa utformningar är möjliga, vilket exempelvis kan leda till utrymmesbesparingar när fordonskarossen sätts ihop. Utformningen kan även syfta till att kontrollera upptagningen av krockenergin; genom att kontrollera deformationen av balken. 10 15 20 25 30 531 252 Genom att använda konventionella tillverkningstekniker, så som presshärdning, kan extrakostnader som är förbundna med utbyte av maskinerna i produktionsenheterna undvikas.
Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 illustrerar exempel på krockbalkar i en bil, vilka kan innefatta utskiljnings- härdbart rostfritt stål, enligt föreliggande uppfinning.
Figur 2 illustrerar en fordonsdörr med en midjeförstärkningsbalk och en i siaokrockbaik.
Figur 3 illustrerar ett tvärsnitt med två korsande tangenter.
Figur 4 illustrerar exempel på tvärsnittsgeometrier för krockbalkar.
Figur 5 illustrerar exempel på komplexa tvärsnittsgeometrier för krockbalkar.
Figur 6 illustrerar den struktur som används i F EA (finit elementanalys) för en balk med cirkulärt tvärsnitt.
Figur 7 illustrerar den struktur som används i FEA för en balk med C-format tvär- snitt.
Figur 8 illustrerar resultat från FEA som jämför stål enligt föreliggande uppfinning med borstål av typen mat nr 1.5528, med användning av en balk med cir- kulärt tvärsnitt och en väggtjocklek av 1,5 mm.
Figur 9 illustrerar resultat från FEA som jämför stål enligt föreliggande uppfinning med borstål av typen mat nr 1.5529, med användning av en balk med cir- kulärt tvärsnitt och en väggtjocklek av 1,5 mm.
Figurerna ska intebetraktas såsom skalenligt ritade, eftersom vissa särdrag kan 'ha överdrlvits för att tydligt illustrera uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen För att uppnå en väsentlig viktreduktion, medan hållfasthet och energiupptagning upp- rätthålls, bör krockbalken innefatta stål med ultrahög hållfasthet (>1000 MPa). Ultrahög- hållfast utskiljningshärdbart rostfritt stål tillhandahåller hög dragbrottgräns kombinerat - med utmärkta stötuppfångande egenskaper, och är ett alternativ till ultrahöghållfast kol- 10 15 20 25 30 531 252 stål. När stål med högre hâllfasthet används kan mängden material i komponenten reduceras beroende på den förbättrade energiupptagande förmågan per viktenhet.
Därmed reduceras den totala vikten av komponenten, och slutligen vikten på fordonet.
Detta kan åstadkommas genom att exempelvis reducera väggtjockleken hos krockbal- ken. istället för att erhålla reducerad vikt medan de stötuppfångande egenskaperna förblir oförändrade kan en ökning av hållfastheten åstadkommas genom att tillverka en krock- balk med användning av ett ultrahöghållfast stål, med bibehållen mängd stötuppfång- ande material.
En krockbalk som är konstruerad för krockskydd, såsom beskrivs i föreliggande beskriv- ning, kan användas i flera typer av fordon, så som bilar, motorcyklar, bussar, lastbilar, bandtraktorer och traktorer. Balken kan vara sammanfogad med, eller vara en del av, fordonsramen, dvs chassit utom drivmekanismen, eller fordonskarosstrukturen. Krock- balken kan även användas i andra typer av fordon så som motorbåtar, snöskotrar, eller 'luftburna fordon så som helikoptrar eller flygplan. Exempelvis är krockbalkar viktiga komponenter i golvstrukturen hos helikoptrar.
Figur 1 illustrerar exempel på krockbalkar i en bil. Följande komponenter identifieras i figuren: stötfångarbalk 1, sidobalk 2, A-stolpsförstärkning 3, främre takbalk 4, takbalk 5, B-stolpsförstärkning 6, golvbalk 7, dörrbalk 8, tvärbalk 9 och midieförstärkningsbalk 10.' Krockbalkar, vilka är belägna på mer än ett ställe, exempelvis sidobalkar 2 och A- stolpsförstärkningar 3, är normalt placerade vid motsvarande sidor i fordonet och är därför inte indikerade i Figur 1. Exempel på krockbalkar i en fordonsdörr 21 som inne- fattar en midjeskena 22 och en .sidokrockbalk 23 är illustrerade i Figur 2.
I detta sammanhang anses en balk vara en struktur som innefattar ett tvärsnitt med åtminstone två korsande tangenter, illustrerat i Figur 3 såsom t1 och t2 för en vinkelbalk 31, och t1' och t2' en för balk med ett cirkulärt tvärsnitt 32, varvid tangenterna definierar ett tvådimensionellt plan, och varvid strukturen är utsträckt i en riktning som huvudsakli- 10 15 20 25 30 531 252 gen är vinkelrät mot planet. Balken kan vara konstruerad i ett antal olika former och storlekar. Figur 4 visar några exempel på grundläggande tvärsnittsformer på krockbal- kar: cirkulär 41, elliptisk 42, U-formad 43, C-formad 44 eller hattformad 45. Tvärsnittet kan även ha en huvudsakligen kvadratisk form, huvudsakligen trekantig form, huvudsak- ligen fyrhörnig form, huvudsakligen femhörnig form, liksom ha oregelbundna former.
Tvärsnittet av balken kan rymma en eller flera öppna sektioner, så som det öppna området A som definieras av t1 och t2 i Figur 3, och/eller en eller flera slutna sektioner, så som området B i Figur 3. Dessutom kan formen och/eller storleken på tvärsnittet antingen vara identisk eller variera längs balkens hela utsträckning.
Genom att använda en specifik utformning, så som ett specifikt tvärsnitt, kan krockbal- ken anpassas för att ta upp krockenergi, via kontrollerad deformation av balken. Krock- balken kan även anpassas för att överföra krockenergi till andra delar av fordonsramen och/eller fordonskarosstrukturen, och sålunda rikta bort krockenergin från krockzonen. l Figur 5 är exempel på komplexa geometriska former tvärsnitt av krockbalkar illustre- rade. De tvärsnitt som är illustrerade i Figur 5 är exempel på en golvbalk 51, en midje- skena i en fordonsdörr 52, en sidokrockbalk i en fordonsdörr 53 och en takbåge 54.
För att undvika extrakostnader associerade med investeringar för att modifiera existe- rande tiltverkningsprocess bör det utskiljningshärdbara rostfria stålet vara lämpligt för varmformning. Dock kan inte alla utskiljningshärdbara rostfria stål utformas med vann- formningstekniker utan att bli alltför hårda under processen. Om stålets hårdhet ökar alltför mycket under varmformningsprocessen, kan det leda till skadliga spröda brott och dåliga stötuppfångande egenskaper, vilket inte är önskvärt i en krockbalk.
Tre exempel på utskiljningshärdbara rostfria stål som uppfyller de krav som uppgetts ovan, bland annat utmärkta stötuppfångande egenskaper och möjlighet till varrnfonn- ning, är UNS S45500, UNS S45503 och UNS 846500. Enligt en föredragen utförings- form år det utskiliningshärdbara rostfria stålet av typen UNS S45500. Sammansättningar 10 15 531 252 av nämnda utskiljningshärdbara rostfria stål, i viktprocent, återges i Tabell 1. Återstoden är Fe och normalt förekommande föroreningar.
Tabell 1 Element UNS S45500 UNS S45503 UNS S46500 C max 0,050 max 0,010 max 0,020 Si max 0,50 max 1,00 max 0,25 Mn max 0,50 max 0,50 max 0,25 Cr 11,0-12,5 11 ,0--12,5 11,0-12,5 Mo max 0,50 max 0,50 0,75-1,25 Ni 7,50-9,50 7,50-9,50 10.75-11.25 Cu 1,50-2,50 1,25-1,75 0 Ti 0,80-1 ,40 1 ,00-1 ,35 1,50-1,80 Nb+Ta 0,01-0,05 ' OJO-0,50 max 0,01 Det utskiljningshärdbara rostfria stålet kan enligt uppfinningen bearbetas i form av ett rör, plåt eller stång, för att vidare formas till olika geometriska former. Vidare kan krock- balken antingen bestå helt av utskiljningshärdbart rostfritt stål, enligt uppfinningen, eller innefatta ett organ av ett utskilinirigshärdbart rostfritt stål i kombination med ett annat organ av ett annat material, exempelvis andra stålsorter eller kolfiber.
I Tabell 2 jämförs material som för närvarande används i krockbalkar med det utskilj- ningshärdbara rostfria stålet som används enligt uppfinningen, i termer av egenskaper som är viktiga för den avsedda användningen av krockbalken. Allmänt använt rostfritt stål i denna applikation är exempelvis av typen AISI 301, och allmänt använt borstål är exempelvis material nummer (mat nr) 1.5528 eller mat nr 15529. 10 15 20 531 252 8 Tabell 2 Egenskaper Rostfri stàltyp Borståltyp Utskiljnlngshärdbart rostfritt stål använt enligt uppfinningen Dragbrottgräns < 1300 MPa < 1400 MPa < 1700 MPa Duktilitet 5-10 % 5-10 % < 5-10 % Forrnbarhet Medium Medium Medium Svetsbarhet/sammanfogbarhet God God God Korrosionsmotstånd Gott Dåligt Gott Energiupptagning Medium Medium Utmärkt Såsom är allmänt känt påverkas materialhållfastheten av bearbetningsgraden och betingelserna vid eventuella värmebehandlingar som utförs. l en utföringsfonn av uppfinningen tillverkas krockbalken genom godtycklig konventionell varmformningsteknik. Den temperatur som används under varmformning äri allmänhet lika med, eller överstiger, 750 °C, i typiska fall runt 900 °C. Företrädesvis är varmform- ningstekniken presshärdning. Företrädesvis kan presshärdningen följas av ett utskilj- ningshärdningssteg. Utgångsmaterialet för presshärdning är vanligtvis i form av en plåt, ett rör eller ett band, företrädesvis är utgångsmaterialet en stålplât. Krockbalken kan vara formad för att passa ett tillgängligt utrymme i fordonet och/eller formad för att till- handahålla den bästa stötuppfàngningen.
Krockbalken kan vara en del av ett krockbalksmontage, varvid krockbalken är samman- fogad med åtminstone en del av fordonsramen, och/eller fordonskarosstrukturen, exem- ' pelvis en fordonsdörr eller en annan krockbalk, genom konventionella tekniker, exem- pelvis bultning, svetsning, limning eller falsning. l en utföringsform av uppfinningen förbehandlas åtminstone en del av ytan av balken för att förbättra skjuvningshållfastheten hos en adhesiv fogl Ytan kan exempelvis slipas och/eller behandlas kemiskt för att avlägsna det mesta av det naturliga oxidskiktet och 10 15 20 531 252 därefter beläggas med en primer, så som en kiselbaserad primer. Primern kommer att skapa en ytstruktur som samverkar väl med limmet och därmed stärker den limmade fogen. Ytförbehandling med användning av en primer utförs efter varrnformning.
Exempel 1 Energiupptagning i en krockbalk som innefattar utskiljningshärdbart rostfritt stål, enligt uppfinningen, studerades med användning av finit elementanalys (FEA). En krockbalk som innefattar utskiljningshärdbart rostfritt stål av typen UNS S45500 användes i beräk- ningarna, och den kemiska sammansättningen av stålet återges i Tabell 1. Resultaten jämfördes med F E-analyser utförda för balkar som innefattar två olika konventionella borstål: mat nr 1.5528 och mat nr 1.5529.- Sammansättningar av nämnda borstål, i vikt- procent, återges i Tabell 3. Återstoden är Fe och normalt _förekommande föroreningar.
Tabell 3 Element Mat nr* 1.5528 Mat nr 1.5529 C 0,19-0,25 0,25-_-0,30 Si .<. 0,40 _ s 0,40 Mn 1,10-1,40 1,10-1,30 P 0,025 0,025 S 0,015 0,025 Cr 0,15-0,35 s 0,50 Al 0,020-0,060 2 0,020 Ti 0,0020-0,0050 0,020-0,050 B 0,0008-0,0050 0,0008-0,0050 * Mat nr = materialnummer, även känt såsom Werkstoffnummer.
Beräkningar utfördes för balkar med två olika fonner: cirkulär 41 och U-form 43. Tvär- snitten var identiska längs balkens hela utsträckning. Tabell 4 återger ingångsdimensio- nerna för balkarna. I Figur 6 visas den struktur som användes i beräkningen för en balk 61 med ett cirkulärt tvärsnitt och i Figur? visas den struktur som användes för en balk 71 med ett U-format tvärsnitt. Kraften påfördes vinkelrätt mot balkarnas utsträckning, _ 10 15 20 531 252 10 med användning av en fast kropp 62, 72 med cirkulärt tvärsnitt, varvid balkarna var fästa vid ändarna. Tabell 5 återger materialindata, varvid det utskiljningshärdbara rostfria stå- let och borstålet äri utskiljningshärdat tillstànd respektive härdat tillstånd.
Tabell 4 Cirkulär U-form Längd (mm) 1ooo Längd (mm) i 1ooo Diameter (mm) 100 Höjd (mm) 100 - - Bredd (mm) 100 Vikt vid väggtjocklek 1,0 mm (kg) 2,43 Vikt vid väggtjocklek 1,0 mm (kg) 2,44 Tabell 5 lndata UNS 845500 Mat nr 1.5528 Mat nr 1.5529 E (GPa) 200 200 200 Rrm (MPa) 1ooo 11so i 1350 R". (MPa) 1800 1550 1700 A80 (%) 10 9 i . 6 För varje tvärsnittsform utfördes beräkningar för tre olika materialtjocklekar. När en balk som innefattar utskiljningshärdbart rostfritt stål enligt uppfinningen, och en balk som innefattar borstål av typen mat nr 15528 jämfördes, användes materialtjocklekar av 0,8 mm, 1,0 mm och 1,5 mm, se Tabell 6. .När en balk som innefattar utskiljningshärd- bart rostfritt stål enligt uppfinningen, och en balk som innefattar borstål av typen mat nr 1.5529 jämfördes, användes materialtjocklekar av 1,0 mm, 1,5 mm och 2,0 mm, se Tabell 7,. Alla ståltyper som användes i FEA har ungefär samma densitet, vilket innebär att resultatet kan användas för att uppskatta viktbesparing hos den slutliga komponen- ten.
Resultaten från FE-analysen angående balkar med cirkulärt tvärsnitt och U-format tvär- snitt, innefattande det utskiljningshärdbara rostfria stålet enligt uppfinningen och en balk innefattande borstål av typen mat nr 1.5528, återges i Tabell 6. Resultat angående jäm- 10 15 531 252 ll förelsen med borstål av typen mat nr 1.5529 för ovannämnda tvärsnittsformer återges i Tabell 7. Figur 8 och Figur 9 återger resultat från beräkningarna med användning av en balk med cirkulärt tvärsnitt, med en tjocklek av 1,5 mm, för jämförelserna med ståltypen mat nr 15528 respektive med ståltypen mat nr 1.5529.
Tabell 6 Cirkulär U-form Upptagen energi i Upptagen energi i struktur (Nm, J) struktur (Nm, J) Tjocklek uNs Mat nr skmnaa uNs Mat m skillnad (mm) s4ssoo 15528 (%) s45soo 15528 (%) 0,80 614 szo 18 % ess a12 1o %' 1,00 972 809 20 % 1262 926 36 % 1,50 2259 _ 1810 25 % 2582 2068 25 % Tabell 7 Cirkulär U-form Upptagen energi i Upptagen energi i struktur (Nm, J) struktur (Nm, J) Tjocklek UNS Mat nr Skillnad UNS Mat nr Skillnad (mm) S45500 1.5529 (%) S45500 1.5529 (%) _ 1,oo 993 957 ' 4 % 993 sas s % 1,50 2315 2177 6 % 2191 2016 9 % 2,0 3939 3653 8 % 3876 3512 10 % Resultaten visar att baiken som innefattar det utskiljningshärdbara rostfria stålet enligt uppfinningen uppvisar en ökad energiupptagning, i balkar med både cirkulära och U- formade tvärsnitt, med i genomsnitt åtminstone 20 % jämfört med en balk som innefattar borstål av typen mat nr 1.5528. Jämfört med en balk som innefattar borstål av typen mat nr 1.5529 uppvisar baiken enligt uppfinningen en ökad energiupptagning med i genom- snitt åtminstone 7 %. Den verkliga energiupptagningen kan till och med vara ännu högre 10 15 20 531 252 12 än vad som antyds i dessa FE-analyser beroende på stora brottförlängningen i balken enligt uppfinningen, jämfört med en balk som innefattar borstål. Krockbalkar med lägre brottseghet kan undergå sprickbildning när balken deformeras, vilket lokalt leder till en avsevärd reduktion av energiupptagningsförmågan_ Exempel 2 Energiupptagning i en krockbalk med C-format tvärsnitt 44, innefattande utskiljnings- härdbart rostfritt stål av UNS S44500-typ och konventionellt borstål av typen mat nr 1.5529 studerades med F EA. Materialindata och den experimentella uppställningen var samma såsom beskrivs i Exempel 1. lngângsdimensionema för den C-formade balken var: Längd: 1000 mm Höjd: 100 mm Bredd: 100 mm Vikt vid väggtjocklek 1,0 mm: 2,45 kg.
Resultat återges i Tabell 8.
Tabell 8 C-form Upptagen energi i struktur (Nm, J) Tjocklek (mm) UNS S45500 Mat nr 1.5529 Skillnad (%) 1,_00 1017 924 10 % 1,50 1731 1272 36 % 2,0 V 3203 2780 15 % Genom att använda en krockbalk som innefattar utskiljningshärdbart rostfritt stål, enligt föreliggande uppfinning, vilket har upp till 50 % högre dragbrottgräns än konventionella ståltyper som används för krockbalkar, kan en avsevärd viktreduktion av åtminstone 20 % l genomsnitt erhållas för den slutliga komponenten. Höga dragbrotts- och sträck- gränser hos det utskiljningshärdbara rostfria stålet som används enligt uppfinningen, i kombination med hög duktilitet och hög seghet, leder till en överlägsen fönnåga att ta 531 252 13 upp krockenergin vid en kollision, via plastisk och/eller elastisk deformation, vilket gör stålet mycket lämpligt för användning i krockbalkar. Den höga brottöjningen som är associerad med detta utskiljningshärdbara rostfria stål leder också till mindre risk för sprickbildning. Eftersom det utskiljningshärdbara rostfria stålet som används enligt upp- finningen är korrosionsresistent, finns det vidare inget behov av eventuellt ytterligare korrosionsskydd under hela den förväntade livslängden för fordonet.
Claims (16)
1. Krockbalk innefattande utskiljningshärdbart rostfritt stål, kännetecknad därav att stålet har en sammansättning, allt i viktprocent, av: C max 0,07 Si max 1,2 Mn max 0,7 Cr 10-14 Mo max 1,5 Ni 7-12 Cu max 2,6 Ti 0,6-2,0 (Nb+Ta) max 0,7 återstoden Fe och normalt förekommande föroreningar.
2. Krockbalk, enligt krav 1, kännetecknad därav att balken “är anpassad för att ta upp krockenergi via deformation av balken.
3. Krockbalk, enligt krav 1, kännetecknad därav att balken år anpassad för att överföra krookenergi till en intilliggande struktur.
4. Krockbalk enligt något av föregående krav, kännetecknad därav att det rostfria stålet år UNS S45500.
5. Krockbalk enligt något av kraven 1-3, kännetecknad därav att det rostfria stålet är UNS 845503.
6. Krockbalk enligt något av kraven 1-3, kännetecknad därav vatt det rostfria stålet är UNS S46500. 531 252 15
7. Krockbalk enligt något av föregående krav, kännetecknacl därav att stålet är utskilj- ningshärdat.
8. Krockbalk enligt något av föregående krav, i vilken balkstrukturen innefattar ett tvär- snitt (31, 32) med åtminstone två korsande tangenter (t1', t2; t1', t2') som definierar ett tvådimensionellt plan, varvid strukturen är utsträckt i en riktning som huvudsakligen år vinkelrät mot planet.
9. Krockbalksmontage, innefattande en krockbalk enligt något av föregående krav, och åtminstone en del av en fordonsram och/eller en fordonskarosstruktur.
10. Krockbalksmontage enligt krav 9, varvid krockbalken år sammanfogad med åtmin- stone en del av en fordonsram och/eller en fordonskarosstruktur, genom godtycklig tek- nik.
11. Metod för att producera en krockbalk enligt något av kraven 1-8, vid vilken krockbal- _ ken tillverkas genom varmformning.
12. Metod enligt krav 11, kännetecknad därav att krockbalken tillverkas vid en tempe- ratur lika med. eller överstigande, 750 °C, i typiska fall omkring 900 °C.
13. ' 13. Metod enligt krav 11 eller 12, kännetecknad därav att varmformningstekniken är presshärdning.
14. Metod enligt något av kraven 11-13, kännetecknad därav att' balken underkastas utskiljningshärdning efter varmformning
15. Metod enligt något av kraven 11-14, vid vilken åtminstone en del av ytan av balken är belagd med en primer, så som en kiselbaserad primer. 531 252 16
16. Användning av ett utskiijningshärdbart rostfritt ståt i en krockbalk, varvid det rostfria stålet har en sammansättning, allt i viktprocent, av: I C max 0,07 Si max 1,2 Mn max 0,7 Cr 10-14 Me max 1,5 Ni - 70-12 Cu . max 2,6 Ti 0.6-2,0 (Nb+Ta) max 0,7 återstoden Fe och normalt förekommande förøreningar.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0701436A SE531252C2 (sv) | 2007-06-12 | 2007-06-12 | Krockbalk av utskiljningshärdat stål |
EP08779313A EP2158340A4 (en) | 2007-06-12 | 2008-05-29 | BUMPER BEAM COMPRISING STAINLESS STEEL WITH PRECIPITATION HARDENING |
US12/664,121 US20100180990A1 (en) | 2007-06-12 | 2008-05-29 | Impact beam comprising precipitation hardenable stainless steel |
PCT/SE2008/050630 WO2008153480A1 (en) | 2007-06-12 | 2008-05-29 | Impact beam comprising precipitation hardenable stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0701436A SE531252C2 (sv) | 2007-06-12 | 2007-06-12 | Krockbalk av utskiljningshärdat stål |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0701436L SE0701436L (sv) | 2008-12-13 |
SE531252C2 true SE531252C2 (sv) | 2009-02-03 |
Family
ID=40129951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0701436A SE531252C2 (sv) | 2007-06-12 | 2007-06-12 | Krockbalk av utskiljningshärdat stål |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100180990A1 (sv) |
EP (1) | EP2158340A4 (sv) |
SE (1) | SE531252C2 (sv) |
WO (1) | WO2008153480A1 (sv) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009030489A1 (de) * | 2009-06-24 | 2010-12-30 | Thyssenkrupp Nirosta Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines warmpressgehärteten Bauteils, Verwendung eines Stahlprodukts für die Herstellung eines warmpressgehärteten Bauteils und warmpressgehärtetes Bauteil |
DE102010019992A1 (de) | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Volkswagen Ag | Karosseriestruktur, insbesondere Bodenstruktur, für ein Kraftfahrzeug |
WO2015018017A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | General Electric Company | Precipitation-hardened stainless steel alloys |
JP6761354B2 (ja) * | 2014-07-03 | 2020-09-23 | オートテック エンジニアリング エス.エル. | 補強された構造部品 |
DE102015112499A1 (de) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Türaufprallträger |
US10676196B2 (en) | 2016-01-21 | 2020-06-09 | Ami Industries, Inc. | Energy attenuating mounting foot for a cabin attendant seat |
CN108664701A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-16 | 江苏理工学院 | 一种基于b样条的防撞梁结构优化方法 |
US20220371091A1 (en) * | 2021-05-19 | 2022-11-24 | Ford Global Technologies, Llc | Directed energy deposition (ded) reinforcements on body structures and visible sheet metal surfaces |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5855844A (en) * | 1995-09-25 | 1999-01-05 | Crs Holdings, Inc. | High-strength, notch-ductile precipitation-hardening stainless steel alloy and method of making |
US6238455B1 (en) * | 1999-10-22 | 2001-05-29 | Crs Holdings, Inc. | High-strength, titanium-bearing, powder metallurgy stainless steel article with enhanced machinability |
DE10359786A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-08-04 | Daimlerchrysler Ag | Rostfreie Rahmenkonstruktion für Kraftfahrzeuge |
DE102005030507B4 (de) * | 2005-06-28 | 2008-04-03 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Türstruktur eines Kraftfahrzeugs |
DE102005054847B3 (de) * | 2005-11-15 | 2007-10-04 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Hochfestes Stahlbauteil mit gezielter Deformation im Crashfall |
-
2007
- 2007-06-12 SE SE0701436A patent/SE531252C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-05-29 WO PCT/SE2008/050630 patent/WO2008153480A1/en active Application Filing
- 2008-05-29 EP EP08779313A patent/EP2158340A4/en not_active Withdrawn
- 2008-05-29 US US12/664,121 patent/US20100180990A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2158340A4 (en) | 2010-12-08 |
SE0701436L (sv) | 2008-12-13 |
EP2158340A1 (en) | 2010-03-03 |
US20100180990A1 (en) | 2010-07-22 |
WO2008153480A1 (en) | 2008-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE531252C2 (sv) | Krockbalk av utskiljningshärdat stål | |
RU2667854C1 (ru) | Основание кузова транспортного средства и кузов транспортного средства | |
EP2569211B1 (de) | Karosseriestruktur, insbesondere bodenstruktur, für ein kraftfahrzeug | |
US8465088B2 (en) | A-pillar for a vehicle | |
DE102016114068B3 (de) | Längsträger aus Mehrlagenstahl | |
KR101755391B1 (ko) | 차량용 비-필러 | |
DE102007039998B4 (de) | Panzerung für ein Fahrzeug | |
EP3328643B1 (de) | Kraftfahrzeugbauteil aus dreilagigem schichtverbundstahl | |
RU2718651C2 (ru) | Центральная балка центральной стойки кузова и способ ее изготовления | |
CN105270477B (zh) | 定制半成品部件和机动车组件 | |
JP5076690B2 (ja) | 車体閉断面構造部材の製造方法 | |
US9884652B2 (en) | Reinforcement structure | |
JP2014015206A (ja) | 成形部材およびその製造方法 | |
WO2016074666A1 (de) | Karosserie- oder fahrwerkbauteil eines kraftfahrzeugs mit korrosionsschutz sowie verfahren zu dessen herstellung | |
CN108025404A (zh) | 具有改进的接合特性的构件结构的生产方法和构件结构 | |
DE102013017269A1 (de) | Karosseriebauteil und Kraftfahrzeug mit dem Karosseriebauteil | |
DE102004032599B4 (de) | A-Säule an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeuges | |
EP2392504B1 (en) | Side impact structure and vehicle | |
US10662498B2 (en) | Press-hardened sheet metal component with at least one predetermined breaking point, and component assembly and motor vehicle body with such a sheet metal component | |
WO2024008761A1 (en) | A unitary bumper beam assembly for a vehicle | |
US20190084273A1 (en) | Semifinished part and method for producing a vehicle component, use of a semifinished part, and vehicle component | |
EP3426431A1 (de) | Hochfester lufthärtender stahl zur verwendung als schweisszusatzwerkstoff | |
Hosseini-Tehrani et al. | Effects of new materials on the crashworthiness of S-rails | |
Nowotyńska et al. | Materials and technologies in motorization in the aspect of safety and ecology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |