Kas yra TWIP plienas?

Praėjusiame straipsnyje mes pristatėme TRIP plieną, skirtą naudoti automobiliuose, šiandien mes toliau aptariame vieną iš AHSS, TWIP plieną. „TWIP“ plienas yra didelis Mn Al-Si austenitinisdidelio stiprumo plienaspirmą kartą atrado seras Robertas Hadfieldas (1888). 1997, Grassel et al. eksperimentiniame Fe-Mn-Si-Al TRIP plieno tyrime nustatyta, kad kai mangano kiekis pasiekė 25 masės%, aliuminis viršijo 3 masės%, o silicio - nuo 2 masės. % iki 3 masės%, plieno tempimo stiprio (Rm) ir pailgėjimo (A) sandauga buvo didesnė kaip 50000 MPa%, ty dvigubai didesnė už TRIP plieno stiprumą ir kietumą.


TWIP plieno matricinė struktūra po valcavimo, vandens gesinimo ir atkaitinimo yra austenitas su daugybe atkaitinimo dvynių. Kai kristalų dvyniai deformuojasi veikiant šlyties įtempiui, kai dalis kristalo išilgai dvynio paviršiaus ir dvynio kryptimi, palyginti su kita kristalo dalimi, sudaro vienodą šlyties laipsnį, kristalų gardelių tipai nesikeičia, tačiau jie sudaro vienodą šlyties zoną keičiasi kristalų orientacija, tampa veidrodinės simetrijos kristalų orientacija ne į šlyties zoną, o į ją. Deformuotoje dalyje esantis kristalas keičiasi į naują palankią orientaciją, kuri gali dar labiau paskatinti slydimą. Dėl to TWIP plienas tampa labiau plastikinis.


„TWIP“ plienas turi gerą aukšto stiprumo, didelio elastingumo ir atsparumo pažeidimams derinį ir yra plačiai naudojamas automobilių ir mechaninės inžinerijos pramonėje. Didelis stiprumas leidžia automobilių gamintojams sumažinti kūno svorį, o didelis pritaikomumas ir pritaikomumas padaro automobilio dizainą sudėtingesnį. Manoma, kad TWIP plienas sukelia didelį srauto įtempį (6 00–1100 MPa) ir nenormalų pailgėjimą (6 0–95%). Be to, pridedant Al gali efektyviai sumažinti šių medžiagų savitąjį sunkumą. plienai (6. 8-7. 3 g / cm 3, priklausomai nuo Al kiekio) ir sumažina anglies išmetimą ir degalų sąnaudas. Šiuo metu pramoninės gamybos TWIP plienas, pavyzdžiui, TWC 450 Y 950 T „fiat“ standartinėje MS. 50002, turi tempiamąjį stiprį 950 MPa, o pailgėjimas yra {{ 10}}%.


Yra keletas plačiai naudojamų TWIP plienų: Fe-Mn-C TWIP, Fe-Mn-C-Al TWIP, Fe-Mn-Al-Si TWIP serijos. Šiurkštus legiruojamųjų elementų asortimentas, pasiūlytas iš TWIP plieno, yra pagrįstas, nes cemento nuosėdos susidaro austenite, todėl anglies kiekis, didesnis kaip 1. 2 % svorio yra nenaudingas. TWIP plieno cheminės sudėties diapazonas (masės%) yra:

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

Paprastai tariant, TWIP plienas turi daug Mn (12 ~ 30%) ir nedaug C (GG lt; 1%), Si (GG lt; {{{{ {4}}}}%) arba Al (GG lt; {{{3}}%). Kambario temperatūroje struktūra yra vienas austenitas ir nedidelis kiekis atkaitinamų dvynių. Didelis Mn kiekis yra būtinas palaikant austenitinę Fe-Mn-al trieninio lydinio sistemos struktūrą, ir jis yra naudingas kontroliuojant Fe-Mn-Al tribriaunio lydinio sistemos sluoksniuotąją gedimo energiją (SFE). Aliuminio įdėjimas žymiai padidina SFE, tokiu būdu stabilizuodamas austenitą ir užkertant kelią Fe-Mn lydinio fazių virsmui deformacijos metu. Tuo pat metu aliuminis gali sustiprinti austenito grūdelius, sutvirtindamas kietą tirpalą.

„TWIP“ plieno pranašumai ir trūkumai



Nors TWIP plienas pasižymi puikiomis mechaninėmis ir perdirbimo savybėmis, tokiomis kaip didelis stiprumas, didelis pailgėjimas, sudėtingas liejimo pajėgumas, didelis nuovargio efektyvumas ir kitos savybės. Tačiau TWIP plienas vis dar turi keletą trūkumų, tokių kaip:

1. Didelės išlaidos, susijusios su dideliu lydinio kiekiu

2. Virinamumas, kurį sukelia didelis lydinio kiekis

3. Paslėptas uždelsto lūžio pavojus (vandenilio sukeltas lūžis)

4. Mechanizmas vis dar nėra labai aiškus

5. Labai aukšti proceso valdymo reikalavimai