Powrót komponentów ze stali o bardzo dużej wytrzymałości
UHSS jest naturalnym kandydatem do optymalizacji odporności na zderzenia elementów konstrukcyjnych w przemyśle motoryzacyjnym. Jednakże, ekstremalne temperatury i ciśnienie (warunki termomechaniczne) panujące podczas formowania znacząco skracają okres żywotności narzędzi i podnoszą koszty wyrobów. Materiał ten ma zatem poważną konkurencję w postaci lekkich kompozytów, które są łatwe w obróbce i często importowane spoza UE. Duże konsorcjum partnerów sektora przemysłowego i badawczego podjęło się rozwiązania tego problemu, biorąc udział w finansowanym przez UE projekcie TAILORTOOL ("Development of new tool materials with tailored thermomechanical properties"). Naukowcy chcieli zwiększyć wydajność narzędzi przy pomocy nowych tworzyw gradientowych (FGM). Tworzywa FGM charakteryzują się stopniowymi zmianami przewodnictwa cieplnego lub mikrostruktury, w zależności od zastosowania. Naukowcy mogli także dostosowywać same produkty poprzez zastosowanie nowych materiałów w narzędziach do obróbki. Prace koncentrowały się na czterech różnych materiałach i procesach obejmujących tłoczenie na gorąco, kucie na gorąco, odlewanie ciśnieniowe i formowanie na zimno. Wśród obrabianych materiałów znalazły się UHSS, blacha stalowa hartowana klasy B oraz stopy lekkie. Informacje dotyczące zjawisk termomechanicznych zachodzących w narzędziach przemysłowych są trudno dostępne. Dlatego też naukowcy zbudowali specjalne czujniki o krótkim czasie reakcji, które po raz pierwszy umożliwiają precyzyjne mierzenie strumienia cieplnego i miejscowej temperatury w strefie styku. Zgromadzone dane wykorzystano w symulacjach metodą elementów skończonych, aby zoptymalizować materiały i właściwości narzędzi. Badacze stworzyli trzy różne rodziny materiałów i narzędzi dla różnych procesów produkcyjnych. Zostały one specjalnie dostosowane w celu zwiększenia osiągów narzędzi, wydajności procesów i jakości produktów. Wybrano właściwości termiczne, aby zwiększyć odporność na zmęczenie cieplne oraz aby umożliwić wytłaczanie na gorąco elementów o właściwościach gradientowych. Właściwości mechaniczne zoptymalizowano poprzez zwiększenie mikrostruktury i wykorzystanie twardych cząsteczek poprawiających odporność na uszkodzenia mechaniczne. Dzięki projektowi TAILORTOOL powstały nowe materiały do narzędzi produkcyjnych, które są w stanie pracować w ekstremalnych warunkach termomechanicznych potrzebnych do formowania stali UHSS. Osiągnięcia te powinny mieć pozytywny wpływ na przemysł stalowy i producentów stali, a także na bezpieczeństwo samochodów przyszłości.
