O que é TWIP Steel?

No último artigo, apresentamos o aço TRIP para aplicação automotiva, hoje continuamos a discutir um dos aços AHSS, TWIP. O TWIP Steel é um alto Mn Al-Si Austeníticoaço de alta resistênciadescoberto pela primeira vez por Sir Robert Hadfield (1888). Em 1997, Grassel et al. descobriram no estudo experimental do aço Fe-Mn-Si-Al TRIP que quando o conteúdo de manganês atingiu 25% em peso, o alumínio excedeu 3% em peso e o silício variou entre 2 em peso % a 3% em peso, o produto da resistência à tração (Rm) e alongamento (A) do aço foi superior a 50000 MPa%, que foi duas vezes mais do que o aço TRIP de alta resistência e tenacidade.


A estrutura matricial do aço TWIP após o laminação, a têmpera e o tratamento de recozimento é austenita com um grande número de gêmeos de recozimento. Quando a deformação gêmea do cristal sob a ação da tensão de cisalhamento ocorre quando parte do cristal ao longo da superfície gêmea e direção gêmea em relação à outra parte do cristal para fazer um cisalhamento uniforme, os tipos de treliça de cristal não mudam, mas cria uma zona de cisalhamento uniforme em a orientação do cristal é alterada, torna-se e não distorce a orientação do cristal da simetria do espelho. O cristal na parte deformada muda para uma nova orientação favorável, o que pode estimular ainda mais o deslizamento. Isso torna o aço TWIP mais plástico.


O aço TWIP possui uma boa combinação de alta resistência, alta ductilidade e resistência a danos e é amplamente utilizado nas indústrias de engenharia automotiva e mecânica. A alta resistência permite que as montadoras reduzam o peso corporal, enquanto a alta maleabilidade e a formabilidade tornam os designs dos carros mais complexos. Considera-se que o aço TWIP causa alta tensão de fluxo (6 00-1100 MPa) e alongamento anormal (6 0-95%). Além disso, a adição de Al pode efetivamente reduzir a gravidade específica destes aços (6. 8-7. 3 g / cm 3, dependendo do teor de Al) e reduzem as emissões de carbono e o consumo de combustível. Atualmente, o aço TWIP na produção industrial, como TWC 450 Y 950 T no padrão fiduciário MS. 50002, possui resistência à tração de 950 MPa e alongamento de {{ 10}}%.


Existem vários aços TWIP amplamente utilizados: séries Fe-Mn-C TWIP, Fe-Mn-C-Al TWIP, Fe-Mn-Al-Si TWIP. A faixa aproximada de elementos de liga proposta no aço TWIP é razoável, uma vez que a precipitação da cimentita ocorre na austenita, o teor de carbono acima de 1. 2 % em peso é inútil. A faixa de composição química do aço TWIP (% em peso) é:

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

De um modo geral, o aço TWIP tem um alto teor de Mn (12 ~ 30%) e uma pequena quantidade de C (GG lt; 1%), Si (GG lt; {{{ {4}}}}%) ou Al (GG lt; {{3}}%). A estrutura à temperatura ambiente é um único austenito e uma pequena quantidade de gêmeos em recozimento. Um grande número de Mn é essencial para manter a estrutura austenítica do sistema de liga ternária Fe-Mn-al e é benéfico para controlar a energia de falha lamelar (SFE) do sistema de liga ternária Fe-Mn-Al. A adição de alumínio aumenta significativamente o SFE, estabilizando a austenita e impedindo que a liga Fe-Mn sofra transição de fase durante a deformação. Ao mesmo tempo, o alumínio pode fortalecer os grãos de austenita pelo fortalecimento da solução sólida.

Vantagens e desvantagens do aço TWIP



Embora o aço TWIP tenha excelentes propriedades mecânicas e propriedades de processamento, como alta resistência, alto alongamento, capacidade de moldagem complexa, alto desempenho de fadiga e outras características. No entanto, o aço TWIP ainda apresenta algumas desvantagens, como:

1. Alto custo causado por alto teor de liga

2. Soldabilidade causada por alto teor de liga

3. Perigo oculto de fratura atrasada (fratura induzida por hidrogênio)

4. O mecanismo ainda não está muito claro

5. Requisitos muito altos para controle de processos