The effect of rolling direction and strain rate on the tensile properties of DP450 and DP800 steels used in the automotive industry

Abstract

Dual-phase steels are the most preferred steel group in the automotive industry. During their usage, rolling direction and strain rate of these steels with respect to rolling direction extremely important. In this study, the tensile test behaviors of DP450 and DP 800  dual phase steels were investigated depending on the strain rate and rolling direction. In the experimental studies the angles between rolling direction and tensile axis are 0°, 45°, 90° and strain rates are determined as 2.4x10-4, 2.4x10-3, 2.4x10-2 and 1.2x10-1 s-1. The results obtained in the study showed that the deformation rate of DP450 and DP800 steels had a greater effect on the tensile properties than the rolling direction effect. In both alloys, the values of yield and tensile strength increased with the increase in deformation rate, and the values of percent fracture elongation decreased substantially. In addition, the effect of strain rate on yield strength is greater than the effect of strain rate on tensile strength of both steels. In the DP800 steel the rate of increase in tensile strength with the deformation rate is lower than the DP450 steel, while the decrease rate of the elongation rate is higher. When the effect of the rolling direction is considered, both DP450 and DP800 steels have the highest yield and tensile strengths in the 45° rolling direction while both steels have lower elongation rates in the 45° rolling direction.

Keywords

• DP450 steel,DP800 steel,rolling direction,strain rate,tensile properties

Otomotiv endüstrisinde kullanılan DP450 ve DP800 saçlarında deformasyon hızının ve haddeleme yönünün çekme özelliklerine etkisi

Abstract

Çift fazlı DP (Dual Fazlı) çelikleri otomotiv sanayinde en çok tercih edilen çelik gruplarındandır. Kullanımları sırasında bu çeliklerin yükleme yönüne göre hadde yönü ve deformasyon hızı son derece önem arz etmektedir. Bu çalışmada, DP450 ve DP800 çift fazlı çeliklerinde deformasyon hızı ve haddeleme yönüne bağlı olarak çekme sonuçları incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, haddeleme yönünün çekme ekseniyle yaptığı açılar 0°, 45° ve 90°, deformasyon hızları 2.4x10-4, 2.4x10-3, 2.4x10-2 ve 1.2x10-1 s-1 olarak belirlenmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, DP450 ve DP800 çeliklerinde deformasyon hızının çekme özellikleri üzerindeki etkisi hadde yönü etkisinden daha fazla olmuştur. Her iki çelikte de deformasyon hızı artışı ile akma ve çekme mukavemeti değerleri artmış, kopma uzaması değerleri ise önemli ölçüde düşmüştür. Ayrıca, her iki çelikte de deformasyon hızının akma mukavemeti üzerindeki etkisi çekme mukavemeti üzerindeki etkisinden daha fazla olmuştur. DP800 çeliğinde deformasyon hızı ile mukavemet artış oranı DP450 çeliğine nazaran daha düşük kalırken, kopma uzaması düşüş oranı ise daha fazla olmuştur. Hadde yönünün etkisine bakıldığında ise, DP450 ve DP800 çeliklerinde 45° hadde yönünde nispeten daha yüksek mukavemet değerleri gözlenirken aynı hadde yönünde daha düşük uzama değerleri elde edilmiştir. 

Keywords

• DP450 çeliği,DP800 çeliği,hadde yönü,deformasyon hızı,çekme özellikleri

References

1. Salamcı, E., Kabakcı, F., Çift fazlı çeliğin çekme özelliklerine mikroyapının etkisi, Gazi Üniveristesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 26(2), 263-272, (2011).
2. Çetinel, H., Çift fazlı çeliklerde şekil alabilirlik, DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 6(2), 73-80, (2014)
3. Bag, A., Ray, K. K. and Dwarakadasa, E. S., Influence of martensite content and morphology on tensile and impact properties of high-martensite dual-phase steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 30(5), 1193–1202, (1999).
4. Cadoni, E., Singh, N. K., Forni, D., Singha, M. K. and Gupta, N. K., Strain rate effects on the mechanical behavior of two Dual Phase steels in tension, The European Physical Journal, 225(2), 409–421, (2016).
5. Chen, H., Xu, X., Xu, W. and Van Der Zwaag, S., Predicting the austenite fraction after intercritical annealing in lean steels as a function of the initial microstructure, Metallurgical and Materials Transactions A, 45(4), 1675–1679, (2014).
6. Ahmad, E., Manzoor, T., Ziai, M. M. A. and Hussain, N., Effect of martensite morphology on tensile deformation of dual-phase steel, Journal of Materials Engineering and Performance, 21(3), 382–387, (2012).
7. Padmanabhan, R. , Baptista, A. J., Oliveira, M. C. and Menezes, L. F., Effect of anisotropy on the deep-drawing of mild steel and dual-phase steel tailor-welded blanks, Journal of Materials Processing. Technology, 184(1–3), 288–293, (2007).
8. Huh, J., Huh, H. and Lee, C. S., Effect of strain rate on plastic anisotropy of advanced high strength steel sheets, International Journal of Plasticity, 44, 23–46, (2013).

9. Demirci, A. H., Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi, Alfa Aktüel Yayınları, (2004).
10. Yu, H., Guo, Y. and Lai, X., Rate-dependent behavior and constitutive model of DP600 steel at strain rate from 10-4 to 10-3 s-1, Materials Science & Engineering A, 30(7), 2501–2505, (2009).
11. Kim, J. H., Kim, D., Han, H. N., Barlat, F. and Lee, M. G., Strain rate dependent tensile behavior of advanced high strength steels: Experiment and constitutive modeling, Materials Science & Engineering A, 559, 222–231, (2013).
12. Curtze, S., Kuokkala, V. T., Hokka, M. and Peura, P., Deformation behavior of TRIP and DP steels in tension at different temperatures over a wide range of strain rates, Materials Science & Engineering A, 507(1–2), 124–131, (2009).
13. A. American and N. Standard, Practices for test methods for evaluating the resistance spot welding behavior sheet steel recommended practices for test methods for evaluating the resistance spot welding behavior of automotive sheet materials, American Welding Society, (2002).