Трип-сталь

Трип-сталь, или ПНП-сталь (англ. TRIP; Transformation-Induced Plasticity — пластичность, наведенная превращением) — метастабильная высокопрочная аустенитная сталь с высокой пластичностью.

Трип-сталь
Фазы железоуглеродистых сплавов
  1. Феррит (твёрдый раствор внедрения C в α-железе с объёмно-центрированной кубической решёткой)
  2. Аустенит (твёрдый раствор внедрения C в γ-железе с гранецентрированной кубической решёткой)
  3. Цементит (карбид железа; Fe3C метастабильная высокоуглеродистая фаза)
  4. Графит стабильная высокоуглеродистая фаза
Структуры железоуглеродистых сплавов
  1. Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
  2. Мартенсит (сильно пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с объёмно-центрированной тетрагональной решёткой)
  3. Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
  4. Сорбит (дисперсный перлит)
  5. Троостит (высокодисперсный перлит)
  6. Бейнит (устар.: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа
Стали
  1. Конструкционная сталь (до 0,8 % C)
  2. Высокоуглеродистая сталь (до ~2 % C): инструментальная, штамповая, пружинная, быстрорежущая
  3. Нержавеющая сталь (легированная хромом)
  4. Жаростойкая сталь
  5. Жаропрочная сталь
  6. Высокопрочная сталь
Чугуны
  1. Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
  2. Серый чугун (графит в форме пластин)
  3. Ковкий чугун (графит в хлопьях)
  4. Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
  5. Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)

ИспользованиеПравить

Трип-стали по сравнению с обычными (конструкционными низколегированными) сталями обладают повышенной прочностью и одновременно пластичностью, то есть при равной прочности (пределе текучести) обладают в 2—3 раза большей пластичностью, что обеспечивают им преимущества в процессе штамповки и формования. Применяется для изготовления высоконагруженных деталей: проволоки, тросов, крепежных деталей. В наибольшей степени данные свойства стали востребованы в современной автомобильной промышленности,[1] так как может быть использована для производства более сложных деталей, обеспечивая большую свободу инженерам при выборе дизайна, оптимизации (снижении) веса и общей технологии производства автомобиля. Широкому применению данных сталей препятствует высокая легированность (стоимость производства) и сложная технология изготовления. В будущем трип-стали вполне вероятно уступят место так называемым сталям типа ТВИП (англ. TWIP; Twinning-Induced Plasticity — пластичность, наведенная двойникованием).

ПроизводствоПравить

Для получения желаемого комплекса свойств необходимо провести рекристализацию с последующим охлаждением со скоростями, позволяющими подавить диффузию углерода. Возникают следующие структуры:

  • феррит;
  • карбид железа (именно поэтому используется сплав кремния, чтобы снизить образования карбидов);
  • высокоуглеродистый аустенит.

Для снятия напряжений структура выдерживается определенное время при температуре Tb, с тем чтобы резко охладить до комнатной температуры. При этом возникают следующие структуры:

  • феррит;
  • насыщенный карбидом бейнит;
  • метастабильный насыщенный углеродом аустенит.

СоставПравить

Примерный химический состав трип-сталей, легированных кремнием (на примере стали 30Х9Н8М4Г2С2):

Углерод Кремний Хром Никель Марганец Молибден
0,2—0,3% до 2,0% 8,0—14,0% 8,0—32,0% 0,5—2,5% 2,0—6,0%

ПримечанияПравить

  1. Титов В. Стальной прокат для автомобильной промышленности за рубежом // Национальная металлургия. — 2004. — № 5. — С. 84—89. Архивировано 10 июля 2012 года.

СсылкиПравить