Двухфазная сталь - Dual-phase steel

Виртуально сформированная микроструктура двухфазной стали.

Двухфазный стали ( DP стали ) представляет собой высокопрочные стали , которая имеет ферритную - мартенситную микроструктуру. Стали DP производятся из низко- или среднеуглеродистых сталей , закаленных при температуре выше A 1, но ниже A 3, определенной из диаграммы превращения при непрерывном охлаждении . Это приводит к микроструктуре, состоящей из мягкой ферритной матрицы, содержащей островки мартенсита в качестве вторичной фазы (мартенсит увеличивает предел прочности ). Следовательно, общее поведение сталей DP определяется объемной долей, морфологией (размер, соотношение сторон, взаимосвязь и т. Д.), Размером зерна и содержанием углерода. Для достижения такой микроструктуры стали DP обычно содержат 0,06–0,15 мас.% C и 1,5–3% Mn (первый усиливает мартенсит, а второй вызывает упрочнение твердого раствора в феррите, а оба стабилизируют аустенит), Cr и Mo ( для замедления образования перлита или бейнита), Si (для ускорения превращения феррита), V и Nb (для дисперсионного упрочнения и улучшения микроструктуры). Стремление производить высокопрочные стали с более высокой формуемостью, чем микролегированные стали, привело к разработке сталей DP в 1970-х годах.

Стали DP имеют высокий предел прочности при растяжении (UTS, обеспечиваемый мартенситом) в сочетании с низким начальным напряжением текучести (обеспечиваемым ферритной фазой), высоким деформационным упрочнением на ранней стадии и макроскопически однородным пластическим течением (возможно благодаря отсутствию эффектов Людерса ). Эти особенности делают стали DP идеальными материалами для операций по формовке листов, связанных с автомобилем.

Стальной расплав производится в конвертере с подачей кислорода сверху и проходит обработку сплавом на этапе вторичной металлургии. Продукт алюминий - убит стали с высокой прочностью на разрыв достигается за счет композиции с марганца , хрома и кремния .

Их преимущества заключаются в следующем:

  • Низкий предел текучести
  • Низкое отношение текучести к пределу прочности на разрыв (предел текучести / предел прочности = 0,5)
  • Высокая начальная скорость деформационного упрочнения
  • Хорошее равномерное удлинение
  • Высокая чувствительность к скорости деформации (чем быстрее дробится, тем больше энергии поглощает)
  • Хорошая устойчивость к усталости

Благодаря этим свойствам стали DP часто используются для изготовления автомобильных кузовных панелей , колес и бамперов .

Рекомендации

Заметки

Библиография

  • Чакраборти, ПК; Митра, МК (2007-10-27), «Микроструктура и свойства при растяжении высокопрочных дуплексных ферритно-мартенситных сталей (DFM)», Материаловедение и инженерия: A , 466 (1-2): 123–133, DOI : 10.1016 /j.msea.2007.02.042.
  • Тасан, СС; Diehl, M .; Ян, Д .; Bechtold, M .; Ротерс, Ф .; Schemmann, L .; Zheng, C .; Peranio, N .; Понге, Д. (июль 2015 г.), «Обзор двухфазных сталей: достижения в области микроструктурно-ориентированной обработки и микромеханического проектирования», Ежегодный обзор исследований материалов , 45 (1): 391–431, Bibcode : 2015AnRMS .. 45..391T , DOI : 10,1146 / annurev-matsci-070214-021103 , ISSN  1531-7331
  • Тасан, СС; Хефнагельс, JPM; Diehl, M .; Ян, Д .; Ротерс, Ф .; Раабе, Д. (2014), Локализация деформации и повреждения в двухфазных сталях, исследованные с помощью совместных экспериментов по деформации на месте и моделирования пластичности кристаллов (PDF) , 63 , International Journal of Plasticity, стр. 198–210.
  • Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
  • Фаллахи, А. (2002), «Корреляция микроструктуры и свойств двухфазных сталей, полученных с помощью контролируемого процесса прокатки» (PDF) , Journal of Material Science & Technology , 18 (5): 451–454, заархивировано из оригинала (PDF) на 2016-03-03 .
  • Abid, Najmul H .; Абу Аль-Руб, Рашид К .; Palazotto, Энтони Н. (2015), «Численное моделирование влияния равноосных неоднородных микроструктур на прочности и пластичности двухфазной стали», компьютерное Материаловедение , Elsevier, 103 : 20-37, DOI : 10.1016 / j.commatsci.2015.02 0,051.