新日鐵住金探明DP鋼破壞機理

日前，新日鐵住金宣布，該公司通過與日本九州大學共同協(xié)作，探明了DP鋼的破壞機理，科學地證明了硬質(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用，但對破壞過程不夠明確。該研究成果有助于更高強度且成形性優(yōu)良的汽車用高強鋼的開發(fā)。

據(jù)稱，這是世界上首次獲得的成果。利用世界最大級別的大型同步輻射裝置“Spring-8”的X射線CT（電子計算機斷層掃描裝置），采用了通過立體圖像連續(xù)對鋼組織隨時間發(fā)展如何變化進行確認的“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

雜結(jié)構(gòu)。DP鋼由于具有高強度和良好的加工性而作為高強鋼用于加工生產(chǎn)形狀復雜的汽車部件，但由于鋼本身的組織復雜，有關其破壞機理的問題，在學術上目前尚沒有統(tǒng)一認識。到目前為止提交的DP鋼破壞機理包括：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的破壞；5）馬氏體自身的斷裂。

新日鐵住金和九州大學通過上述“4D觀察”方法確認，在DP鋼發(fā)生破壞時，以上五種現(xiàn)象均實際發(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：由于馬氏體自身斷裂產(chǎn)生的空隙急速成長，超過了前面發(fā)生的剝離和破壞，帶來了鋼的破壞。

對此研究成果，戶田認為，明確了根本上的機理后，有助于更高效地開發(fā)生產(chǎn)高性能材料。有可能通過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雜的高成本生產(chǎn)工藝，因此有助于提高產(chǎn)品的成本競爭力和降低環(huán)境負荷等。同時，在研究中還確認，上述五種學術見解中的前四種現(xiàn)象均與鋼的破壞無關。

新日鐵住金和九州大學還準備將此技術用于與DP鋼具有同樣復雜組織且性能更為優(yōu)良的TRIP鋼等先進鋼鐵材料的評價和開發(fā)。