Содержание
Двухфазная сталь | Руководство DP AHSS
- Джон
Двухфазная (DP) сталь является краеугольным камнем современного автомобильного дизайна. Она обеспечивает оптимальное сочетание прочности и пластичности, что значительно повышает эксплуатационные характеристики и безопасность автомобиля. SteelPro Group поставляет этот передовой материал в горячекатаном и холоднокатаном состоянии, дополненный набором поверхностных обработок, таких как оцинкование.
Что такое двухфазная сталь?
Двухфазная (DP) сталь — это высокопрочная сталь, характеризующаяся мягкой ферритной матрицей с вкраплениями твердых мартенситных островков. Эта сталь обладает высокой прочностью на разрыв, исключительной пластичностью и способностью поглощать значительную энергию удара. Благодаря сбалансированному составу сплава она сочетает в себе хорошую свариваемость с операциями высокоэластичной формовки. Сталь DP используется в автомобильных деталях, таких как двери, капоты и бамперы.
Производство стали DP тщательно подбирается для оптимизации ее микроструктуры. Горячекатаная сталь DP обрабатывается при контролируемых температурах прокатки и скоростях охлаждения на стане горячей прокатки для создания ферритно-мартенситной структуры из аустенита. Свойства холоднокатаной стали DP точно настраиваются во время термообработки на линии непрерывного отжига, что позволяет точно контролировать превращение аустенита для достижения желаемой прочности и пластичности.
Характеристики двухфазной стали
Высокая начальная скорость упрочнения
Сталь DP становится тверже и прочнее по мере деформации, сохраняя форму и прочность после формовки. Это свойство имеет решающее значение для компонентов, которые подвергаются жесткой формовке, гарантируя, что они останутся прочными в своей окончательной форме.
Отличная способность к глубокой вытяжке и формовке растяжением
Сталь DP отлично подходит для формирования глубоких или сложных форм, что имеет решающее значение для создания сложных деталей и панелей кузова автомобиля. Эта формуемость предотвращает появление трещин и сохраняет прочность даже при формировании сложных конструкций.
Высокий предел текучести
Повышенный предел текучести стали DP позволяет ей выдерживать значительные нагрузки без длительной деформации. Эта характеристика имеет решающее значение для долговечности конструктивных деталей автомобилей и оборудования.
Впечатляющая прочность на растяжение
Прочность на растяжение стали DP позволяет ей выдерживать экстремальные нагрузки до разрушения. Эта прочность имеет решающее значение для надежности критически важных для безопасности автомобильных рам и кузовных панелей.
Превосходная устойчивость к усталости и чувствительность к скорости деформации
Сталь DP может выдерживать повторяющиеся или переменные нагрузки, что делает ее идеальной для автомобильных деталей, которые подвергаются постоянной вибрации и напряжению. Ее чувствительность к изменениям скорости деформации повышает прочность и долговечность в динамических условиях.
Эффективная способность к закалке при выпечке
Способность стали DP к закалке позволяет ей увеличивать твердость и прочность после покраски и закалки в процессе производства автомобилей. Эта особенность повышает жесткость и ударопрочность, повышая безопасность и производительность автомобиля.
Применение двухфазной стали
Двухфазная (DP) сталь выбирается для автомобильных применений из-за ее превосходной формуемости, что позволяет ей соответствовать требованиям сложных конструкций транспортных средств. Кроме того, DP сталь обеспечивает исключительную прочность и ударопрочность. В сочетании со своими легкими свойствами DP сталь способствует повышению как безопасности транспортных средств, так и экономии топлива.
- Кузовные панели, такие как двери, капоты и крышки багажника.
- Бамперы
- Структурные компоненты, такие как шасси и рамы.
- Усиления, такие как дверные балки и усиления сидений.
- Колесные ниши.
- Поперечные элементы, такие как опоры двигателя и трансмиссии.
Химический состав двухфазной стали
Химический состав двухфазной стали тщательно разработан для соответствия точным спецификациям, необходимым для различных компонентов транспортного средства. Горячекатаная двухфазная сталь обычно имеет более высокое содержание легирующих элементов, чем холоднокатаная двухфазная сталь, для поддержки контролируемого охлаждения и достижения желаемой микроструктуры.
| Элемент | Типичный диапазон (%) | Роли |
| Углерод (С) | 0.06% – 0.15% | Усиливает образование мартенсита, повышая прочность. |
| Марганец (Mn) | 1.5% – 3% | Упрочнение твердого раствора в феррите стабилизирует аустенит. |
| Хром (Cr) | < 1.0% | Предотвращает образование перлита или бейнита, повышая твердость. |
| Молибден (Mo) | < 0,5% | Предотвращает образование перлита и бейнита, повышает твердость. |
| Кремний (Si) | 0.2% – 0.5% | Способствует превращению феррита, повышает прочность. |
| Ванадий (V) | Следовые количества (обычно < 0,1%) | Дисперсионное упрочнение, улучшение микроструктуры. |
| Ниобий (Nb) | Следовые количества (обычно < 0,1%) |
Химический состав двухфазной стали
Ниже представлены марки двухфазной стали, производимые SteelPro Group, а также их механические свойства.
| Марка стали | Испытание на растяжение | |||
| Предел текучести (отн., МПа) | Предел прочности (Рм, МПа) | Удлинение (А50, 1ТП3Т) | Значение N | |
| 260/450ДП | 260-340 | ≥450 | 29 | >0,16 |
| 340/590ДП | 340-460 | ≥590 | 23 | >0,14 |
| 410/590ДП | 410-580 | ≥590 | 18 | – |
| 420/780ДП | 420-550 | ≥780 | 15 | – |
| 500/780ДП | 500-650 | ≥780 | 12 | – |
| 550/980ДП | 550-760 | ≥980 | 11 | – |
| 550/980DP-LSi | 550-700 | ≥980 | 10 | – |
| 600/980DP-LC | 600-750 | ≥980 | 10 | – |
| 700/980ДП | 700-920 | ≥980 | 10 | – |
| 820/1180ДП | 820-1150 | ≥1180 | 7 | – |
| a. RP0.2 используется, когда нет четкого предела текучести, в противном случае используется ReL.b. Образец для испытания на растяжение берется как поперечный образец.c. Когда номинальная толщина изделия больше или равна 0,70 мм, но меньше 1,00 мм, удлинение после разрыва допускается уменьшать на 1%. | ||||
Формовка и сварка двухфазной стали
Микроструктура стали DP из феррита и мартенсита обеспечивает высокую прочность и отличную формуемость. Высокая скорость упрочнения позволяет производить значительную деформацию. Прочность на разрыв в двухфазной (DP) стали может быть повышена за счет деформационного упрочнения и закалки при отжиге.
Сварка стали DP подразумевает контроль подачи тепла для предотвращения образования хрупкого мартенсита в зоне термического влияния (HAZ). Контроль температуры между проходами и использование послесварочной термической обработки (PWHT) могут предотвратить хрупкость. Высокопрочные марки требуют более тщательного контроля для поддержания прочности сварного шва и усталостной прочности.
Часто задаваемые вопросы о дуплексной фазовой стали
TRIP Steel против двухфазного
Сталь TRIP обеспечивает лучшее удлинение и поглощение энергии благодаря сохраненной фазе аустенита, которая превращается в мартенсит во время деформации. С другой стороны, сталь DP, состоящая из феррита и мартенсита, обеспечивает более высокую прочность на растяжение и лучше подходит для применений, требующих прочности и формуемости.
Из какой фазы состоит двухфазная сталь?
Двухфазная сталь состоит из комбинации феррита и мартенсита. Ферритная фаза мягкая и пластичная, а мартенситная фаза тверже и прочнее. Такое сочетание обеспечивает стали DP оптимальный баланс прочности и пластичности, что делает ее идеальной для автомобильной промышленности и конструкционных применений.
Каковы недостатки двухфазной стали?
К основным недостаткам двухфазной стали относится ее пониженная формуемость при более высоких классах прочности, поскольку повышенное содержание мартенсита делает ее более хрупкой и менее пластичной. Кроме того, двухфазная сталь может быть подвержена локальному образованию шейки во время формовки, если ее тщательно не контролировать. Она также требует точных условий сварки для предотвращения образования хрупких фаз в зоне термического влияния (ЗТВ). Наконец, более высокое содержание легирующих элементов в некоторых классах может увеличить материальные затраты.
В чем разница между двухфазной и сложнофазной сталью?
сталь CP, в дополнение к ферриту и мартенситу, содержит фазы, такие как бейнит или остаточный аустенит, обеспечивая превосходную прочность и сопротивление усталости. Напротив, сталь DP в основном состоит из феррита и мартенсита, обеспечивая лучший баланс прочности и пластичности, и ее легче сваривать по сравнению со сталью CP.
Правильная дуплексная фазовая сталь для вашего автомобильного применения
SteelPro Group — профессиональный поставщик стали автомобильного класса, предлагающий DP590, DP780, DP980, и даже сталь DP1180. Мы предоставляем комплексную поддержку данных по применению автомобильной стали, помогая вам выбрать правильный материал для каждого компонента, чтобы оптимизировать использование материала и производительность.
