日前,新日铁住金宣布,该公司通过与日本九州大学共同协作,探明了DP钢的破坏机理,科学地证明了硬质钢组织马氏体的断裂是破坏的诱因。DP钢已作为汽车用钢得到广泛应用,但对破坏过程不够明确。该研究成果有助于更高强度且成形性优良的汽车用高强钢的开发。
据称,这是世界上首次获得的成果。利用世界最大级别的大型同步辐射装置“Spring-8”的X射线CT(电子计算机断层扫描装置),采用了通过立体图像连续对钢组织随时间发展如何变化进行确认的“4D观察”方法。
DP钢是软质铁素体中分散着硬质的马氏体组合成的复杂结构。DP钢由于具有高强度和良好的加工性而作为高强钢用于加工生产形状复杂的汽车部件,但由于钢本身的组织复杂,有关其破坏机理的问题,在学术上目前尚没有统一认识。
到目前为止提交的DP钢破坏机理包括:1)铁素体自身的断裂;2)铁素体与铁素体晶界的剥离;3)铁素体与马氏体的晶界剥离;4)铁素体晶界与马氏体接合点的破坏;5)马氏体自身的断裂。
DP钢破坏过程的立体图像
新日铁住金和九州大学通过上述“4D观察”方法确认,在DP钢发生破坏时,以上五种现象均实际发生。并彻底明确了其中第五种——“马氏体自身的断裂”是最根本的原因。用三维图像记录并确认:由于马氏体自身断裂产生的空隙急速成长,超过了前面发生的剥离和破坏,带来了钢的破坏。
对此研究成果,户田认为,明确了根本上的机理后,有助于更高效地开发生产高性能材料。有可能通过控制马氏体的形状和分布的方法生产高性能的DP钢,而不必添加稀土等特殊元素或采用复杂的高成本生产工艺,因此有助于提高产品的成本竞争力和降低环境负荷等。同时,在研究中还确认,上述五种学术见解中的前四种现象均与钢的破坏无关。
新日铁住金和九州大学还准备将此技术用于与DP钢具有同样复杂组织且性能更为优良的TRIP钢等先进钢铁材料的评价和开发。
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