結果は明かです。AP&T の多段炉は、水素脆性リスク調査のため、AP&T が最近 ArcelorMittal で実施したテストにみられるように、1800 ～ 2000 MPa 範囲の強度がある板金のホットスタンピングへの適合性が高くなっています。
車両メーカーは、ホットスタンピングした部品に厚さを削った超高強度スチールを使うことで安全性を維持または高めながら、引き続き自動車の車体重量を低減－これによりエネルギー消費を低減できます。
ただし、最大抗張力が 2000 MPa の鉄鋼では、いわゆる水素脆性のリスクを抑えるためプロセス制御と監視への要求も高くなります。この現象は、加熱中に周囲の空気から水素が板金に移動するときに生じ、結果として、亀裂に対して脆性が高くなることで影響を受けやすくなります。水素脆性は、特に自動車業界、中でもとりわけ、ホットスタンピングした鉄鋼部品の生産拠点がある、蒸し暑い国々と、大きな関係があります。このリスクを抑えるには、炉内空気の露点、すなわち、空気中で飽和水蒸気量に達し水蒸気が液体水に凝結する温度を調節することが重要です。
このプロセスはどのくらい繊細なものでしょうか？スチールメーカーの ArcelorMittal と協力して、AP&T は最近、超高強度 Al-Si コーティング材で生産したホットスタンピング部品 – Usibor® 2000 AS – を多湿環境の多段炉でテストしました。これは、炉の露点制御が乾燥空気を入れることにより、最悪の条件でも、水素脆性を避けるのに十分な効率性があるかを確認することが目的です。
スウェーデン・ウルリーセハムンにある AP&T の開発部門では、テストに使用した炉の周りに人工気候室を設置しています。ここの相対湿度は 70%、温度は 30℃です。
炉扉が開き、材料が中に入るとき、周囲から空気が入ります。湿度を下げることで、露点を制御するため、人工気候室に乾燥空気を入れられます。テストを多数実施し、炉の温度が上昇する中、乾燥空気を大量および少量の両方注入しました。板金ブランクを炉から取り除くと、温度は約 900℃ になります。次の手順では、ブランクを圧縮および焼き入れし工具中で約 80℃に落とします。
テスト完了から 2日以内に、サンプルをドライアイスに収め、ArcelorMittal での分析のため炉に移送しました。結果はどうだったでしょうか？
この結果によると、Usibor® 2000 AS 中の水素含有量はプロセス中に注入した乾燥空気が大量か、小量かには関係なく、約 0.1 ppm と少量のままだったことが分かりました。 結論：AP&T の乾燥空気を注入した多段炉の露点制御システムは、ホットスタンピングしたアルミニウム鋼で水素の取り込み量を最小にし、最高強度 2000 MPa のアルミニウムホットスタンピングしたアルミニウム鋼で部品の安全生産するのに非常に適しています。