Šta je TWIP Steel?

U prošlom članku smo predstavili TRIP čelik za automobilsku primjenu, danas nastavljamo raspravu o jednom od AHSS, TWIP čelika. TWIP Steel je visok Mn Al-Si Austeniticčelik visoke čvrstoćeprvi otkrio Sir Robert Hadfield (1888). U 1997, Grassel et al. utvrđeno je u eksperimentalnom istraživanju Fe-Mn-Si-Al TRIP čelika da je, kada je sadržaj mangana dostigao 25 wt%, aluminijum premašio 3 wt%, a silicij u rasponu od 2 wt % do 3%, proizvod vlačne čvrstoće (Rm) i produženja (A) čelika bio je veći od 50000 MPa%, što je dvostruko veće TRIP čelika i čvrstoće.


Struktura matrice od TWIP čelika nakon valjanja, gašenja vodom i tretmana žarenja je austenit s velikim brojem blizanaca. Kada se deformacija kristala blizana pod djelovanjem posmičnog naprezanja dogodi kada dio kristala duž blizanačke površine i smjera blizine u odnosu na drugi dio kristala, čime se napravi jednoliko smicanje, tipovi kristalne rešetke se ne mijenjaju, već čine ujednačenu zonu smicanja u kristalna orijentacija se mijenja, postaje a ne smicanje zone kristalna orijentacija zrcalne simetrije. Kristal u deformiranom dijelu mijenja se u novu povoljnu orijentaciju, što može dodatno potaknuti proklizavanje. To čini TWIP čelik plastičnijim.


TWIP čelik ima dobru kombinaciju visoke čvrstoće, visoke duktilnosti i otpornosti na oštećenja i široko se koristi u automobilskoj i mašinskoj industriji. Velika čvrstoća omogućava proizvođačima automobila da smanje tjelesnu težinu, a velika kovljivost i mogućnost oblikovanja čine dizajn automobila složenijim. Smatra se da TWIP čelik izaziva napon visokog protoka (6 00-1100 MPa) i abnormalno izduženje (6 0-95%). Pored toga, dodavanjem Al može se umanjiti specifična težina ovih čelika (6. 8-7. 3 g / cm 3, zavisno od sadržaja Al) i smanjuje emisiju ugljenika i potrošnju goriva. Trenutno, TWIP čelik u industrijskoj proizvodnji, kao što je TWC 450 Y 950 T u standardnoj MS MS 50002, ima vlačnu čvrstoću od 950 MPa i produžetak od {{ 10}}%.


Postoji nekoliko široko korištenih čelika TWIP: Fe-Mn-C TWIP, Fe-Mn-C-Al TWIP, Fe-Mn-Al-Si TWIP serije. Grubi raspon legirajućih elemenata predloženih u TWIP čeliku je razuman, budući da se taloženje cementita pojavljuje u austenitu, sadržaj ugljenika iznad 1. 2 % mase je beskoristan. Raspon hemijskog sastava TWIP čelika (tež.%) Je:

C

Mn

Al

Si

N

Ti, V, Cu, Nb, Cr

0.5-1.2

15-30

2.0-3.0

0-3

GG lt. 21

GG lt. 1

Generalno gledano, TWIP čelik ima visok sadržaj Mn (12 ~ 30%) i malu količinu C (GG lt; 1%), Si (GG lt; {{{ {4}}}}%) ili Al (GG; {{3}}%). Struktura na sobnoj temperaturi je jedan austenit i mala količina blizanaca. Veliki broj Mn neophodan je za održavanje austenitske strukture sustava ternarnih legura Fe-Mn-al i koristan je za kontrolu energije lamelarnih grešaka (SFE) sustava ter-legura Fe-Mn-Al. Dodatak aluminija značajno povećava SFE, čime se stabilizira austenit i sprečava Fe-Mn legura da prođe fazni prelaz tokom deformacije. Istovremeno, aluminijum može ojačati austenitna zrna čvrstim ojačanjem rastvora.

Prednosti i nedostaci TWIP čelika



Iako TWIP čelik ima izvrsna mehanička svojstva i svojstva obrade, poput velike čvrstoće, visokog izduženja, složenog kapaciteta lijevanja, visokih performansi zamora i drugih karakteristika. Međutim, TWIP čelik i dalje ima neke nedostatke, poput:

1. Visoki troškovi uzrokovani visokim sadržajem legure

2. Mogućnost upotrebe uzrokovana visokim sadržajem legure

3. Skrivena opasnost od slomljenog loma (lom izazvan vodikom)

4. Mehanizam i dalje nije baš jasan

5. Veoma visoki zahtevi za kontrolu procesa