Prostorová mapa tvařitelnosti sestavená z výsledků zkoušek tahem za tepla

Abstract

Předložená práce se zabývá experimentálním studiem deformačního chování pružinové oceli 51CrV4 za tepla. Z hlediska tvařitelnosti daného materiálu jde především o stanovení optimálních podmínek jejího objemového tváření válcováním za tepla. První část experimentálního výzkumu byla zaměřena na stanovení maximální možné tvářecí teploty. Za tímto účelem byla stanovena tzv. teplota nulové pevnosti, která odpovídá teplotě ohřevu, nad níž pevnost materiálu v podstatě klesá k nule. V případě zkoumané oceli byla určena hodnota 1384 °C. V druhé etapě experimentu byla realizována série jednoosých zkoušek tahem v rozsahu teplot 650 až 1380 °C a rychlostí tažení 1, 16 a 250 mm•s-1. Stanovená hodnota teploty nulové pevnosti 1384 °C pak přesně koresponduje s prakticky zanedbatelnou tvařitelností, pozorovanou během tahových zkoušek za teplot 1380 °C. Při teplotách nižších než 800 °C pak bylo deformační chování ovlivněno výskytem perlitu ve struktuře. Výsledky zkoušek tahem byly využity k sestavení prostorových map pevnosti a tažnosti. Z prostorových map tažnosti je zřejmé, že při teplotách nad 1000 °C je tvařitelnost zlepšována zvýšenou deformační rychlostí (mezi cca 0,1 a 22 s-1). Z hlediska tvařitelnosti a deformačního odporu lze pro válcování oceli 51CrV4 doporučit horní tvářecí teplotu až 1270 °C.

This thesis deals with the experimental study of the hot deformation behavior of spring steel 51CrV4. In terms of formability of this material it is mainly about determining optimum conditions for its bulk forming by hot rolling. The first part of the experimental research was focused on the determination of the maximum possible forming temperature. For this purpose so-called nil strength temperature was determined, which corresponds to the heating temperature, above which the strength of the material substantially decreases to zero. In the case of the examined steel the value was determined as 1384 °C. In the second phase of the experiment was carried out a series of uniaxial tensile tests in the temperature range of 650-1380 °C and testing speed range of 1, 16 and 250 mm•s-1. The determined value of the nil strength temperature of 1384 °C then exactly corresponds with practically negligible formability, observed during tensile tests at temperatures of 1380 °C. The deformation behavior at temperatures below 800 °C is influenced by the occurrence of pearlite in the structure. Results of tensile tests were used to construct the 3D maps of strength and ductility. The 3D map of ductility shows the improvement of formability by growing strain rate (approximately from 0.1 to 22 s-1) at temperatures over 1000 °C. Upper rolling temperature up to 1270 °C can be recommended from the point of view of formability and flow stress in case of the steel 51CrV4.