Kas ir TWIP tērauds?

Pagājušajā rakstā mēs iepazīstinājām ar TRIP tēraudu izmantošanai automobiļos, šodien mēs turpinām apspriest vienu no AHSS, TWIP tēraudu. TWIP tērauds ir augsts Mn Al-Si austenīta līmenisaugstas stiprības tēraudspirmo reizi to atklāja sers Roberts Hadfīlds (1888). 1997, Gresels et al. Fe-Mn-Si-Al TRIP tērauda eksperimentālajā pētījumā konstatēts, ka tad, kad mangāna saturs sasniedza 25 svara%, alumīnijs pārsniedza 3 svara%, un silīcijs bija no 2 svara%. % līdz 3 svara%, tērauda stiepes izturības (Rm) un pagarinājuma (A) reizinājums bija vairāk nekā 50000 MPa%, kas bija divreiz augstāka TRIP tērauda izturība un izturība.


TWIP tērauda matricas struktūra pēc velmēšanas, ūdens rūdīšanas un atkvēlināšanas apstrādes ir austenīts ar lielu skaitu rūdīšanas dvīņu. Kad kristāla dvīņu deformācija bīdes sprieguma ietekmē notiek, kad daļa kristāla gar dvīņu virsmu un dvīņu virzienā attiecībā pret otru kristāla daļu veido vienveidīgu bīdi, kristāla režģu veidi nemainās, bet tas padara vienotu bīdes zonu kristāla orientācija tiek mainīta, kļūst par spoguļa simetrijas un nevis bīdes zonas kristāla orientāciju. Kristāls deformētajā daļā mainās uz jaunu labvēlīgu orientāciju, kas var vēl vairāk stimulēt slīdēšanu. Tas padara TWIP tēraudu plastiskāku.


TWIP tēraudam ir laba augstas stiprības, augstas elastības un bojājumu izturības kombinācija, un to plaši izmanto automobiļu un mašīnbūves rūpniecībā. Liela izturība ļauj autoražotājiem samazināt ķermeņa svaru, savukārt augsta elastība un formējamība padara automašīnas dizainu sarežģītāku. Tiek uzskatīts, ka TWIP tērauds rada lielu plūsmas spriegumu (6 00-1100 MPa) un neparastu pagarinājumu (6 0-95%). Turklāt Al pievienošana var efektīvi samazināt šo elementu īpatnējo svaru. tēraudi (6. 8-7. 3 g / cm 3, atkarībā no Al satura) un samazina oglekļa emisijas un degvielas patēriņu. Pašlaik TWIP tērauda rūpnieciskajā ražošanā, piemēram, TWC 450 Y 950 T fiat standarta MS. 50002, stiepes izturība ir 950 MPa un pagarinājums ir {{ 10}}%.


Ir vairāki plaši izmantoti TWIP tēraudi: Fe-Mn-C TWIP, Fe-Mn-C-Al TWIP, Fe-Mn-Al-Si TWIP sērijas. Neliels leģējošo elementu klāsts, kas ierosināts TWIP tēraudam, ir pamatots, jo cementa nogulsnes notiek austenītā, oglekļa saturs virs 1. 2 svara% ir bezjēdzīgs. TWIP tērauda ķīmiskā sastāva diapazons (masas%) ir:

C

Mn

Al

Si

N

Ti, V, Cu, Nb, Cr

0.5-1.2

15-30

2.0-3.0

0-3

GG lt; 0. 21

GG lt; 0. 1

Vispārīgi runājot, TWIP tēraudam ir augsts Mn saturs (12 ~ 30%) un neliels daudzums C (GG lt; 1%), Si (GG lt; {{{{ {4}}}}%) vai Al (GG lt; {{{3}}%). Struktūra istabas temperatūrā ir viens austenīts un neliels daudzums rūdīšanas dvīņu. Liels daudzums Mn ir būtisks, lai uzturētu Fe-Mn-al trīskāršo sakausējumu sistēmas austenītisko struktūru, un tas ir noderīgs, lai kontrolētu trīskāršu Fe-Mn-Al sakausējumu sistēmas lamelar defektu enerģiju (SFE). Alumīnija pievienošana ievērojami palielina SFE, tādējādi stabilizējot austenītu un novēršot Fe-Mn sakausējuma fāzes pāreju deformācijas laikā. Tajā pašā laikā alumīnijs var stiprināt austenīta graudus, nostiprinot cieto šķīdumu.

TWIP tērauda priekšrocības un trūkumi



Kaut arī TWIP tēraudam ir izcilas mehāniskās īpašības un apstrādes īpašības, piemēram, augsta izturība, augsts pagarinājums, sarežģīta liešanas spēja, augsta noguruma veiktspēja un citas īpašības. Tomēr TWIP tēraudam joprojām ir daži trūkumi, piemēram:

1. Augstas izmaksas, ko rada lielais sakausējuma saturs

2. Metināmība, ko izraisa lielais sakausējuma saturs

3. Slēptas aizkavēta lūzuma briesmas (ūdeņraža izraisīts lūzums)

4. Mehānisms joprojām nav pārāk skaidrs

5. Ļoti augstas prasības procesa kontrolei