缇钢是什么?

在上一篇文章中，我们介绍了用于汽车应用的TRIP钢，今天我们继续讨论AHSS中的一种，TWIP钢。TWIP钢是高Mn Al-Si奥氏体钢高强度钢材最早由罗伯特·哈德菲尔德爵士(1888年)发现。1997年,Grassel等人的实验研究中发现Fe-Mn-Si-Al旅行钢,当锰含量达到25 wt %,超过3 wt %,铝和硅范围从2 wt % 3 wt %,抗拉强度的乘积(Rm)和伸长(A)钢超过50000 mpa %,其强度和韧性是TRIP钢的两倍。

TWIP钢经轧制、水淬和退火处理后的基体组织为奥氏体，并伴有大量退火孪晶。当晶体孪生变形剪切应力的作用下发生在沿双晶体表面的一部分,两个方向相对于另一部分的晶体均匀剪切,晶格类型没有改变,但它使均匀剪切带的晶体取向改变,形成与非剪切带晶体定向镜像对称。变形部分的晶体转变为新的有利取向，进一步刺激滑移。这使得TWIP钢更具有可塑性。

TWIP钢具有高强度、高延展性和抗损伤性的良好组合，广泛应用于汽车和机械工程行业。高强度使汽车制造商可以减轻车身重量，而高延展性和成型性使汽车设计更加复杂。TWIP钢被认为会产生高流动应力(600-1100 MPa)和异常伸长率(60-95%)。此外，Al的加入可以有效降低这些钢的比重(6.8-7.3g/cm3，取决于Al的含量)，减少碳排放和燃料消耗。目前，工业生产的TWIP钢，如菲亚特标准MS. 50002的TWC450Y950T，抗拉强度为950MPa，伸长率为47%。

应用广泛的TWIP钢有Fe-Mn-C TWIP、Fe-Mn-C- al TWIP、Fe-Mn-Al-Si TWIP系列。在TWIP钢中提出的合金元素的大致范围是合理的，由于渗碳体的析出发生在奥氏体中，碳含量在重量1.2%以上是无用的。TWIP钢的化学成分范围(wt.%)为:

C	锰	艾尔	如果	N	Ti, V, Cu, Nb, Cr
0.5 - -1.2	15－30	2.0 - -3.0	0 - 3	< 0.21	< 0.1

TWIP钢一般Mn含量高(12~30%)，C(< 1%)、Si(<3%)或Al(<3%)含量少。室温下组织为单一奥氏体和少量退火孪晶。大量Mn对维持Fe-Mn-al三元合金体系的奥氏体结构至关重要，有利于控制Fe-Mn-al三元合金体系的层错能(SFE)。铝的加入显著提高了SFE，从而稳定了奥氏体，防止了Fe-Mn合金在变形过程中发生相变。同时，铝可以通过固溶强化强化奥氏体晶粒。

TWIP钢的优缺点

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虽然TWIP钢具有优良的机械性能和加工性能，如高强度、高伸长率、复合成型能力、高疲劳性能等特点。然而，TWIP钢仍然有一些缺点，如:

1.合金含量高，成本高

2.合金含量高，可焊性差

3.延迟断裂(氢致断裂)隐患

4.这种机制还不太清楚

5.对过程控制要求很高