新日鐵住金探明DP鋼破壞機(jī)理

日前，新日鐵住金宣布，該公司通過(guò)與日本九州大學(xué)共同協(xié)作，探明了DP鋼的破壞機(jī)理，科學(xué)地證明了硬質(zhì)鋼組織馬氏體的斷裂是破壞的誘因。DP鋼已作為汽車用鋼得到廣泛應(yīng)用，但對(duì)破壞過(guò)程不夠明確。該研究成果有助于更高強(qiáng)度且成形性優(yōu)良的汽車用高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)。

據(jù)稱，這是世界上首次獲得的成果。利用世界最大級(jí)別的大型同步輻射裝置“Spring-8”的X射線CT（電子計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置），采用了通過(guò)立體圖像連續(xù)對(duì)鋼組織隨時(shí)間發(fā)展如何變化進(jìn)行確認(rèn)的“4D觀察”方法。

DP鋼是軟質(zhì)鐵素體中分散著硬質(zhì)的馬氏體組合成的復(fù)

雜結(jié)構(gòu)。DP鋼由于具有高強(qiáng)度和良好的加工性而作為高強(qiáng)鋼用于加工生產(chǎn)形狀復(fù)雜的汽車部件，但由于鋼本身的組織復(fù)雜，有關(guān)其破壞機(jī)理的問(wèn)題，在學(xué)術(shù)上目前尚沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。到目前為止提交的DP鋼破壞機(jī)理包括：1）鐵素體自身的斷裂；2）鐵素體與鐵素體晶界的剝離；3）鐵素體與馬氏體的晶界剝離；4）鐵素體晶界與馬氏體接合點(diǎn)的破壞；5）馬氏體自身的斷裂。

新日鐵住金和九州大學(xué)通過(guò)上述“4D觀察”方法確認(rèn)，在DP鋼發(fā)生破壞時(shí)，以上五種現(xiàn)象均實(shí)際發(fā)生。并徹底明確了其中第五種——“馬氏體自身的斷裂”是最根本的原因。用三維圖像記錄并確認(rèn)：由于馬氏體自身斷裂產(chǎn)生的空隙急速成長(zhǎng)，超過(guò)了前面發(fā)生的剝離和破壞，帶來(lái)了鋼的破壞。

對(duì)此研究成果，戶田認(rèn)為，明確了根本上的機(jī)理后，有助于更高效地開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高性能材料。有可能通過(guò)控制馬氏體的形狀和分布的方法生產(chǎn)高性能的DP鋼，而不必添加稀土等特殊元素或采用復(fù)雜的高成本生產(chǎn)工藝，因此有助于提高產(chǎn)品的成本競(jìng)爭(zhēng)力和降低環(huán)境負(fù)荷等。同時(shí)，在研究中還確認(rèn)，上述五種學(xué)術(shù)見(jiàn)解中的前四種現(xiàn)象均與鋼的破壞無(wú)關(guān)。

新日鐵住金和九州大學(xué)還準(zhǔn)備將此技術(shù)用于與DP鋼具有同樣復(fù)雜組織且性能更為優(yōu)良的TRIP鋼等先進(jìn)鋼鐵材料的評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)。