Двухфазная сталь

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Микроструктура двухфазной стали (cгенерированное изображение)[1]
Варианты термообработки двухфазных сталей на диаграмме Fe—C

Двухфазная сталь (англ. dual-phase steel) — сталь, кристаллическая структура которой представлена двумя фазами: ферритом с включениями мартенсита или бейнита. Применяется для производства деталей путём холодной пластической деформации. Для обозначения двухфазной ферритно-мартенситной стали в литературе встречается обозначение ДФМС[2].

Получение

Двухфазную ферритно-мартенситную или ферритно-бейнитную сталь получают при закалке из межкритического интервала температур после нагревания или горячей прокатки. Получаемая структура представляет собой композиционный материал, состоящий из мягкого пластичного феррита и прочного твёрдого мартенсита[3][4]. В структуре стали могут присутствовать также небольшие количества остаточного аустенита, бейнита и карбидов[2].

Необходимое соотношение структурных составляющих стали достигают регулированием содержания углерода. При его снижении до 0,08—0,09 % зависимость количества аустенита от температуры нагрева снижается[2].

Характеристики и применение

Физико-механические свойства двухфазной стали определяются количеством мартенсита и размером зёрен феррита. Оптимальные свойства стали, предназначенной для холодной штамповки, достигаются при содержании 20—30 % мартенсита. При увеличении доли мартенсита растёт прочность, но падает предельное удлинение, что ухудшает штампуемость стали[3].

Основным применением двухфазных ферритно-мартенситных сталей является изготовление деталей холодной пластической деформацией (штамповкой, высадкой, вытяжкой или гибкой). После обработки давлением применяют упрочнение старением[4]. Стали имеют удовлетворительную свариваемость и сопротивление коррозии[2].

Для холодной штамповки используют малоуглеродистые низколегированные стали с содержанием углерода 0,06—0,12 %, 1—2 % марганца, 0,5—1,5 % кремния и небольшими добавками ванадия, хрома или молибдена. К таким сталям относятся марки 06ХГСЮ и 06Г2СЮ[2]. Легирование применяют для получения более мелкого зерна феррита. После термообработки предел текучести стали достигает 300—450 МПа, после штамповки — 450—600 МПа[3]. При прочих равных условиях двухфазная сталь имеет больший предел выносливости при циклических нагрузках[2].

Штампованная двухфазная сталь применяется в автомобилестроении для изготовления штампованных ободов колёс[3].

Маркировка

Штампованная двухфазная сталь в маркировке имеет латинскую букву «X»[5].

Примечания

  1. ↑ Najmul H. Abid, Rashid K. Abu Al-Rub, Anthony N. Palazotto. Computational Modeling of the Effect of Equiaxed Heterogeneous Microstructures on Strength and Ductility of Dual Phase Steels // Computational Materials Science. — Elsevier, 2015. — Т. 103. — С. 20—37. — doi:10.1016/j.commatsci.2015.02.051.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Арзамасов Б. Н., Брострем В. А., Буше Н. А. и др. Конструкционные материалы: Справочник / под общ. ред. Б. Н. Арзамасова. — М.: Машиностроение, 1990. — С. 20—22. — 688 с. — 65 700 экз. — ISBN 5-217-01112-2.
  3. ↑ 1 2 3 4 Гольдштейн М. И., Грачёв С. В., Векслер Ю. Г. Двухфазные стали // Специальные стали: Учебник для вузов. — М.: Металлургия, 1985. — С. 161—163. — 408 с. — 13 200 экз.
  4. ↑ 1 2 Лахтин Ю. М. Основы металловедения: Учебник для техникумов. — М.: Металлургия, 1988. — С. 215. — 320 с. — ISBN 5-229-00085-6.
  5. ↑ Зубченко А. С., Колосков М. М., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов / под общ. ред. А. С. Зубченко. — 2-е изд., переработанное и дополненное. — М. : Машиностроение, 2003. — С. 27. — 784 с. — ISBN 5-217-03177-8.