Двухфазная сталь
Двухфазная сталь ( сталь ДП ) — высокопрочная сталь , имеющая ферритно - мартенситную микроструктуру. Стали DP производятся из низко- или среднеуглеродистых сталей , закаленных от температуры выше А 1 , но ниже А 3, определенной по диаграмме превращения при непрерывном охлаждении . В результате образуется микроструктура, состоящая из мягкой ферритной матрицы, содержащей островки мартенсита в качестве вторичной фазы (мартенсит увеличивает прочность на разрыв ). Таким образом, общее поведение сталей DP определяется объемной долей, морфологией (размером, соотношением сторон, взаимосвязанностью и т. д.), размером зерна и содержанием углерода. [1] Для достижения такой микроструктуры стали DP обычно содержат 0,06–0,15 мас.% C и 1,5–3% Mn (первый упрочняет мартенсит, а второй вызывает упрочнение твердого раствора в феррите, в то время как оба стабилизируют аустенит), Cr и Mo ( для замедления образования перлита или бейнита), Si (для ускорения ферритного превращения), V и Nb (для дисперсионного упрочнения и улучшения микроструктуры). [2] Желание производить высокопрочные стали с более высокой формуемостью , чем микролегированные стали, привело к разработке сталей DP в 1970-х годах. [3] [4]
Стали DP имеют высокий предел прочности при растяжении (UTS, обеспечиваемый мартенситом) в сочетании с низким начальным пределом текучести (обеспечиваемым ферритной фазой), высокой начальной стадией деформационного упрочнения и макроскопически однородным пластическим течением (обеспечиваемым отсутствием эффектов Людерса ). Эти особенности делают стали DP идеальными материалами для операций по формованию листов в автомобильной промышленности.
Стальной расплав производится в конвертере методом кислородной продувки и подвергается обработке сплавом на этапе вторичной металлургии. Изделие представляет собой алюминием раскисленную сталь с высокой прочностью на разрыв, достигаемой за счет состава марганца , хрома и кремния .
Их преимущества заключаются в следующем: [3] [5]
- Низкий предел текучести
- Низкое соотношение текучести к пределу прочности (предел текучести / предел прочности = 0,5)
- Высокие начальные скорости деформационного упрочнения
- Хорошее равномерное удлинение
- Высокая чувствительность к скорости деформации (чем быстрее материал измельчается, тем больше энергии он поглощает) [4]
- Хорошая усталостная устойчивость
Благодаря этим свойствам стали DP часто используются для изготовления панелей кузова , колес и бамперов автомобилей . [5]
Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]Библиография
[ редактировать ]- Чакраборти, ПК; Митра, МК (27 октября 2007 г.), «Микроструктура и свойства на растяжение высокопрочных дуплексных ферритно-мартенситных (DFM) сталей», Материаловедение и инженерия: A , 466 (1–2): 123–133, doi : 10.1016 /j.msea.2007.02.042 .
- Тасан, СС; Диль, М.; Ян, Д.; Бехтольд, М.; Ротерс, Ф.; Шемманн, Л.; Чжэн, К.; Перанио, Н.; Понг, Д. (июль 2015 г.), «Обзор двухфазных сталей: достижения в области микроструктурно-ориентированной обработки и микромеханически управляемого проектирования», Annual Review of Materials Research , 45 (1): 391–431, Bibcode : 2015AnRMS.. 45..391Т , doi : 10.1146/annurev-matsci-070214-021103 , ISSN 1531-7331
- Тасан, СС; Хофнагельс, JPM; Диль, М.; Ян, Д.; Ротерс, Ф.; Раабе, Д. (2014), Локализация деформации и повреждение в двухфазных сталях, исследованных с помощью совместных экспериментов по деформации на месте и моделирования кристаллической пластичности (PDF) , том. 63, Международный журнал пластичности, стр. 198–210 .
- Дегармо, Э. Пол; Блэк, Джей Т.; Кохсер, 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 методом контролируемой прокатки» (PDF) , Journal of Material Science & Technology , 18 (5): 451–454, заархивировано из оригинала (PDF) 03 марта 2016 г.
- Абид, Наджмул Х.; Абу Аль-Руб, Рашид К.; Палазотто, Энтони Н. (2015), «Вычислительное моделирование влияния равноосных неоднородных микроструктур на прочность и пластичность двухфазных сталей», Computational Materials Science , 103 , Elsevier: 20–37, doi : 10.1016/j.commatsci.2015.02 .051 .