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二相鋼 | DP AHSS ガイドライン
- ジョン
二相 (DP) 鋼は、現代の自動車設計の要です。強度と延性が最適に融合され、車両の性能と安全性が大幅に向上します。SteelPro Group は、この高度な材料を熱間圧延および冷間圧延の状態で提供し、亜鉛メッキなどの一連の表面処理を施しています。
二相鋼とは何ですか?
デュアル フェーズ (DP) 鋼は、硬いマルテンサイト アイランドが点在する柔らかいフェライト マトリックスを特徴とする高強度鋼です。この鋼は、高い引張強度、並外れた延性、および大きな衝撃エネルギーを吸収する能力を備えています。バランスの取れた合金組成により、優れた溶接性と高伸張成形操作を兼ね備えています。DP 鋼は、ドア、ボンネット、バンパーなどの自動車部品に使用されます。
DP 鋼の製造は、微細構造を最適化するために慎重に調整されています。熱間圧延 DP 鋼は、熱間ストリップ ミルで制御された圧延温度と冷却速度で処理され、オーステナイトからフェライト マルテンサイト構造が確立されます。冷間圧延 DP 鋼の特性は、連続焼鈍ラインでの熱処理中に微調整され、オーステナイト変態を正確に制御して、必要な強度と延性を実現できます。
二相鋼の特性
高い初期加工硬化率
DP 鋼は変形するにつれて硬く強くなり、成形後も形状と強度を維持します。この特性は、厳しい成形を受ける部品にとって非常に重要であり、最終形状でも耐久性が維持されます。
優れた深絞り性とストレッチ成形性
DP 鋼は、複雑な形状や深い形状の成形に優れており、複雑な自動車のボディ部品やパネルを作成するのに不可欠です。この成形性により、複雑なデザインに成形してもひび割れを防ぎ、強度を維持できます。
高降伏強度
DP 鋼は降伏強度が高いため、変形を持続させることなくかなりのストレスに耐えることができます。この特性は、自動車や機器の構造部品の寿命にとって非常に重要です。
優れた引張強度
DP 鋼の引張強度は、破損する前に極度のストレスに耐えることを可能にします。この強度は、安全性が重要な自動車のフレームとボディパネルの信頼性にとって不可欠です。
優れた疲労耐性とひずみ速度感度
DP 鋼は繰り返しの負荷や変動する負荷に耐えることができるため、常に振動やストレスを受ける自動車部品に最適です。ひずみ率の変化に対する感度が高いため、動的条件下での靭性と耐久性が向上します。
効果的な焼付硬化性
DP 鋼の焼付硬化性により、自動車製造工程で塗装および焼付処理を行った後でも硬度と強度が高まります。この機能により剛性と耐衝突性が向上し、車両の安全性と性能が向上します。
二相鋼の用途
デュアル フェーズ (DP) 鋼は、複雑な車両構造の要求を満たす優れた成形性を備えているため、自動車用途に選ばれています。さらに、DP 鋼は優れた強度と耐衝撃性を備えています。軽量特性と相まって、DP 鋼は車両の安全性と燃費の両方の向上に貢献します。
- ドア、ボンネット、トランクリッドなどのボディパネル。
- バンパー
- シャーシやフレームなどの構造コンポーネント。
- ドアビームやシート補強材などの補強材。
- ホイールウェル。
- エンジンやトランスミッションのサポートなどのクロスメンバー。
二相鋼の化学組成
デュアル フェーズ スチールの化学組成は、さまざまな車両コンポーネントに必要な正確な仕様を満たすように慎重に設計されています。熱間圧延デュアル フェーズ スチールは、通常、冷間圧延デュアル フェーズ スチールよりも合金含有量が高く、制御された冷却をサポートし、望ましい微細構造を実現します。
| エレメント | 標準範囲 (%) | 役割 |
| カーボン（C） | 0.06% – 0.15% | マルテンサイトの形成を促進し、強度を向上します。 |
| マンガン (Mn) | 1.5% – 3% | フェライトの固溶強化によりオーステナイトが安定化します。 |
| クロム（Cr） | < 1.0% | パーライトやベイナイトの生成を防ぎ、硬度を向上させます。 |
| モリブデン (Mo) | < 0.5% | パーライトやベイナイトの形成を防ぎ、硬度を向上させます。 |
| ケイ素 (Si) | 0.2% – 0.5% | フェライト変態を促進し、強度を高めます。 |
| バナジウム (V) | 微量（通常0.1%未満） | 析出強化により微細構造が改良されます。 |
| ニオブ | 微量（通常0.1%未満） |
二相鋼の化学組成
以下は、SteelPro Group が製造する Dual Phase 鋼のグレードとその機械的特性です。
| 鋼種 | 引張試験 | |||
| 降伏強度 (相対圧力、MPa) | 引張強度 (rm, MPa) | 伸び （A50、%） | N値 | |
| 260/450DP | 260-340 | ≥450 | 29 | >0.16 |
| 340/590DP | 340-460 | ≥590 | 23 | >0.14 |
| 410/590DP | 410-580 | ≥590 | 18 | – |
| 420/780DP | 420-550 | ≥780 | 15 | – |
| 500/780DP | 500-650 | ≥780 | 12 | – |
| 550/980DP | 550-760 | ≥980 | 11 | – |
| 550/980DP-LSi | 550-700 | ≥980 | 10 | – |
| 600/980DP-LC | 600-750 | ≥980 | 10 | – |
| 700/980DP | 700-920 | ≥980 | 10 | – |
| 820/1180DP | 820-1150 | ≥1180 | 7 | – |
| a. 明確な降伏点がない場合は RP0.2 を使用し、そうでない場合は ReL を使用します。b. 引張試験片は横方向のサンプルとして採取します。c. 製品の公称厚さが 0.70mm 以上 1.00mm 未満の場合、破断後の伸びは 1% 減少することが許容されます。 | ||||
二相鋼成形と溶接
DP 鋼のフェライトとマルテンサイトの微細構造は、高い強度と優れた成形性を提供します。加工硬化率が高いため、大きな変形が可能です。二相 (DP) 鋼の引張強度は、ひずみ硬化と焼き入れ硬化によって強化できます。
DP 鋼の溶接では、熱影響部 (HAZ) に脆いマルテンサイトが生成されないように入熱を制御する必要があります。パス間温度を制御し、溶接後熱処理 (PWHT) を使用すると脆さを防ぐことができます。強度の高いグレードでは、溶接強度と疲労耐性を維持するために、より慎重な制御が必要です。
二相鋼に関するよくある質問
TRIP スチール vs デュアル フェーズ
TRIP 鋼は、変形中にマルテンサイトに変化する残留オーステナイト相により、伸びとエネルギー吸収性に優れています。一方、フェライトとマルテンサイトで構成される DP 鋼は、より高い引張強度を備えており、強度と成形性が求められる用途に適しています。
二相鋼はどの相で構成されていますか？
デュアル フェーズ スチールは、フェライトとマルテンサイトの組み合わせで構成されています。フェライト フェーズは柔らかく延性があり、マルテンサイト フェーズは硬く強度があります。この組み合わせにより、DP スチールは強度と延性の最適なバランスを実現し、自動車や構造用途に最適です。
二相鋼の欠点は何ですか?
デュアル フェーズ スチールの主な欠点は、マルテンサイト含有量の増加により脆くなり、延性が低下するため、高強度グレードでは成形性が低下することです。さらに、DP スチールは、慎重に制御しないと、成形中に局所的なネッキングが発生する場合があります。また、熱影響部 (HAZ) に脆い相が形成されないように、正確な溶接条件も必要です。最後に、グレードによっては合金含有量が多いため、材料コストが増加する可能性があります。
二相鋼と複合相鋼の違いは何ですか?
CP鋼DP 鋼は、フェライトとマルテンサイトに加えて、ベイナイトや残留オーステナイトなどの相を含み、優れた強度と疲労耐性を備えています。対照的に、DP 鋼は主にフェライトとマルテンサイトで構成されており、CP 鋼に比べて強度と延性のバランスが優れており、溶接も簡単です。
自動車用途に最適な二相鋼
SteelPro Groupは自動車グレードの鋼材の専門サプライヤーであり、 DP590, DP780, DP980、さらには DP1180鋼当社は自動車用鋼材に関する包括的なアプリケーション データ サポートを提供し、各コンポーネントに適した材料を選択して材料の使用とパフォーマンスを最適化できるよう支援します。
