Loading...

Investigation of Microstructure and Fracture Behavior of Similar and Dissimilar Dual Phase Steels and Martensitic Steel Spot Resistance Welding

Tamizi, Moein | 2016

2517 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 48953 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Pouranvari, Majid; Movahhedi, Mojtaba
  7. Abstract:
  8. The new generation of advanced high-strength steels use in the automotive industry cause resistance spot welding study and their failure characteristics during static and dynamic loading are important. In this study, the relationship among microstructure, failure mode and mechanical properties are investigate during similar and dissimilar DP980 and MS1400 jointing advanced high-strength steels resistance spot welding. To search for micro and macro structural changes, the optical microscope, stereographic microscope and scanning electron microscope were used. Micro-hardness test, tensile shear test and Cross tension test to evaluate the mechanical properties were conducted. As well as tensile shear test during several steps stopped for fractography and tracking of crack growth path by optical microscope and scanning electron microscope. The results show that in the sub critical heat affected zone (SCHAZ) microstructure with submicron particles of iron carbide (Fe3C) leads to softening and a sharp decreasing hardness. The softening percent in the sub critical heat-affected zone of Dual phase steel and martensitic steel were 67% and 50%, respectively. Weld button hardening as result of martensite with a small amount of bainite and widmanstätten ferrite microstructure. Fracture mode changing with increasing weld nugget size during tensile shear and cross tension test was investigated. Full interfacial (FIF) and pull out (PO) fracture for similar and dissimilar joining was observed in tensile shear test while partial thickness-partial pull out (PT-PO) mode also fail in dissimilar joining. There is no occur pull out fracture for all joining in accordance with 5√t and 4√t common weld nugget size design standards. Failure modes change from FIF to the PIF and then to the PT-PP and finally to the PO, with heat input increasing in tensile shear test for similar and dissimilar DP980 and MS1400 joining. By increasing the diameter of the weld nugget, peak load and failure energy increase in the low heat input (7 to 10 kA). Due to sharply softening phenomenon in high heat input (>12kA), mechanical properties has been remained almost constant. Failure energy for similar DP980 joining was 20% more than dissimilar and similar MS1400 joining. The presence of the soft SCHAZ between the hard martensitic weld nugget and BM zone promotes strain localization in MS1400, lead to limiting mechanical property for dissimilar joint
  9. Keywords:
  10. Fracture Mode ; Softening ; Resistance Spot Welding ; High Strength Steels ; Ferrite-Martensite Dual Phase Steels ; Advanced High Strength Steel ; Tensile Strength Test ; Cross Tension Test

 Digital Object List

 Bookmark

  • فصل اول
  • 1 مقدمه
    • 1-1 مقدمه
  • فصل دوم
  • 2 مروری بر منابع
    • 2-1 فولادهای خودرو
      • 2-1-1 انواع فولادهای خودرو
      • 2-1-2 کاربرد فولادهای استحکام بالای پیشرفته در خودرو
      • 2-1-3 فولادهای دوفازی
        • 2-1-3-1 آنیل میان بحرانی
      • 2-1-4 فولاد مارتنزیتی
    • 2-2 جوشکاری مقاومتی نقطهای
      • 2-2-1 حرارت ورودی در جوش مقاومتی نقطهای
      • 2-2-2 نرخ سرمایش
      • 2-2-3 قابلیت جوش‌پذیری
      • 2-2-4 پارامترهای جوشکاری مقاومتی نقطهای
        • 2-2-4-1 شدت‌جریان و زمان جوشکاری
        • 2-2-4-2 فشار و نوع الکترودها
        • 2-2-4-3 زمان فشارش35F و نگهداری36F الکترود
        • 2-2-4-4 سایر پارامترهای قابل تنظیم
      • 2-2-5 تحقیقات انجام‌شده در مورد تأثیر پارامترهای جوشکاری مقاومتی نقطهای
        • 2-2-5-1 ریزساختار
        • 2-2-5-2 نرم شدگی ناحیه متأثر از حرارت
        • 2-2-5-3 مشخصههای مکانیکی
        • 2-2-5-4 حالت شکست
      • 2-2-6 تحقیقات انجام‌شده در مورد اتصالات نامشابه فولادی جوشکاری
  • 3 فصل سوم
    • 3-1 مواد اولیه
      • 3-1-1 ترکیب شیمیایی ورقهای فولادی
      • 3-1-2 خواص مکانیکی ورقهای فولادی
    • 3-2 جوشکاری مقاومتی نقطهای
      • 3-2-1 تجهیزات
      • 3-2-2 انتخاب پارامترهای جوشکاری مقاومتی نقطهای
    • 3-3 آزمون‌های مکانیکی
      • 3-3-1 آماده‌سازی نمونه‌های کشش
      • 3-3-2 فیکسچر آزمون کشش متقاطع
      • 3-3-3 آزمون کشش برشی جزئی
    • 3-4 اندازه‌گیری هندسه جوش مقاومتی نقطهای
    • 3-5 آزمون‌های مشخصه یابی
      • 3-5-1 متالوگرافی
      • 3-5-2 آنالیز تصویری با میکروسکوپ الکترونی روبشی
      • 3-5-3 میکرو سختی
  • 4 فصل چهارم
    • 4-1 ریزساختار فلزهای پایه
      • 4-1-1 فولاد دوفازی DP980
      • 4-1-2 فولاد مارتنزیتی MS1400
    • 4-2 محاسبه درصد کربن معادل و دماهای بحرانی Ac1 و Ac3
    • 4-3 ماکرو ساختار منطقههای جوش
    • 4-4 ریزساختار منطقههای جوش
      • 4-4-1 ریزساختار ناحیه متأثر از حرارت پائینی
        • 4-4-1-1 تأثیر میزان حرارت ورودی بر ریزساختار ناحیه متأثر از حرارت پائینی
      • 4-4-2 ریزساختار ناحیه متأثر از حرارت میانی
      • 4-4-3 ریزساختار ناحیه متأثر از حرارت بالایی
      • 4-4-4 ریزساختار دکمه جوش
        • 4-4-4-1 تأثیر میزان حرارت ورودی بر ریزساختار دکمه جوش
    • 4-5 ریز سختی سنجی
      • 4-5-1 پروفیل سختی
      • 4-5-2 میزان نرم شدگی و سخت شدگی در شدت‌جریان‌های مختلف جوش مقاومتی نقطهای
    • 4-6 ابعاد هندسی دکمه جوش مقاومتی نقطهای
      • 4-6-1 اندازه قطر دکمه جوش
      • 4-6-2 اندازه عمق نفوذ دکمه جوش
      • 4-6-3 اندازه اثر فرورفتگی الکترود
    • 4-7 آنالیز شکست
      • 4-7-1 آزمون کشش برشی
        • 4-7-1-1 آزمون کشش برشی جزئی
      • 4-7-2 آزمون کشش متقاطع
    • 4-8 خواص مکانیکی جوش مقاومتی نقطه‌ای
      • 4-8-1 آزمون کشش برشی
        • 4-8-1-1 نیروی شکست
        • 4-8-1-2 انرژی شکست
      • 4-8-2 آزمون کشش متقاطع
        • 4-8-2-1 نیروی شکست
        • 4-8-2-2 انرژی شکست
...see more