Studium vlivu mechanického namáhání na praskání ocelových plechů vhodných pro automobilový průmysl

Tomáš Vlach

Bakalářská práce

Anotace:

Předkládaná bakalářská práce je zaměřena na experimentální studium a vzájemné porovnání vybraných vlastností dvou vysokopevnostních termomechanicky válcovaných ocelových plechů jakostí S420MC a S500MC, které nacházejí uplatnění při výrobě konstrukčních dílů zámkových systémů osobních automobilů. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o základních typech mechanického namáhání kovových materiálů. Dále je podrobně popsána konstrukce automobilových zámkových systémů včetně materiálových požadavků na jejich komponenty a jsou charakterizovány termomechanicky válcované mikrolegované oceli typu HSLA se zvláštním zaměřením na vliv mikrolegujících prvků niobu, titanu a vanadu na výslednou mikrostrukturu a mechanické vlastnosti. V experimentální části bylo provedeno stanovení chemického složení obou ocelí metodou optické emisní spektrometrie, měření tvrdosti podle Vickerse při zatížení HV10, tahová zkouška dle normy ČSN EN ISO 6892-1, měření drsnosti povrchu kontaktní profilometrií, metalografická analýza mikrostruktury na světelném mikroskop. Získané výsledky prokázaly, že ocel S420MC dosahuje vyšší tvrdosti než S500MC, přestože se jedná o nižší pevnostní třídu. Tento zdánlivý rozpor je vysvětlen odlišnou mikrolegující strategií obou materiálů, kdy S420MC je zpevňována převážně precipitací vanadových karbidů a karbonitridů, zatímco u S500MC převládá mechanismus zjemnění zrna prostřednictvím niobu. Oba zkoumané materiály vyhovují požadavkům normy EN 10149-2 a jsou vhodné pro aplikaci v namáhaných konstrukčních prvcích automobilových zámků.

Abstract:

The presented bachelor’s thesis is focused on the experimental study and mutual comparison of selected properties of two high-strength thermomechanically rolled steel sheets of grades S420MC and S500MC, which are used in the production of structural components of automotive locking systems. The theoretical part summarizes knowledge of the basic types of mechanical loading of metallic materials. It further provides a detailed description of the construction of automotive locking systems, including material requirements for their components, and characterizes thermomechanically rolled HSLA (High-Strength Low-Alloy) steels, with particular emphasis on the influence of microalloying elements such as niobium, titanium, and vanadium on the resulting microstructure and mechanical properties. In the experimental part, the chemical composition of both steels was determined using optical emission spectroscopy, hardness was measured using the Vickers method with a load of HV10, tensile testing was carried out according to the ČSN EN ISO 6892-1 standard, surface roughness was measured by contact profilometry, and metallographic analysis of the microstructure was performed using light microscopy. The obtained results showed that S420MC steel achieves higher hardness than S500MC, despite being a lower strength grade. This apparent contradiction is explained by the different microalloying strategies of the two materials: S420MC is strengthened mainly by precipitation of vanadium carbides and carbonitrides, whereas in S500MC the dominant mechanism is grain refinement through niobium. Both investigated materials meet the requirements of the EN 10149-2 standard and are suitable for application in highly stressed structural components of automotive locking systems.

Klíčová slova

S420MC, S500MC, tvrdost Vickers, optická emisní spektrometrie, metalografická analýza, termomechanické válcování, HSLA oceli, precipitační zpevnění, automobilový průmysl, zámkový systém S420MC, Vickers hardness, optical emission spectroscopy, metallographic analysis, thermomechanical rolling, HSLA steels, precipitation strengthening, automotive industry, locking systém

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 4. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 6. 2026
• Vedoucí: doc. Ing. Jitka Podjuklová, CSc.
• Oponent: Ing. Šimon Ludvík

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích

Bakalářský studijní program / obor:
Strojírenství / Strojírenství