Charakterystyka stali:
Stale typu TWIP

Charakterystyka stali TWIP

 Stal TWIP (Twinning-Induced Plasticity steel) pojawiła się na

rynku w 2004 r. Charakteryzuje się wyjątkowo wysokim stopniem
odkształcenia przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości. Jest to
unikalna właściwość, szczególnie ważna w przypadku kolizji
pojazdu. W tych warunkach materiał powinien wykazywać dwie
przeciwstawne cechy:

 wysoką ciągliwość, aby pochłonąć przy odkształceniu

plastycznym maksymalną ilość energii uderzenia;

 zachować maksymalną stabilność elementu chroniącego kabinę

pasażerską.

Struktura chemiczna

Skład chemiczny stali TWIP charakteryzuje się wysoką

zawartością manganu (15÷35 %), inne dodatki stopowe to 2÷4
% Al i/lub Si. Duża zawartość Mn stabilizuje austenit do
temperatury pokojowej. Struktura w pełni austenityczna, bez
martenzytu i innych faz – potencjalnych zarodków pęknięcia –
wykazuje wysoką ciągliwość i podatność na obróbkę plastyczną.
Przy dużych szybkościach odkształcenia zachodzi bliźniakowanie.
Stal deformuje się lokalnie, umacnia (Re rośnie wraz z szybkością
odkształcenia) i przekazuje resztę energii kolejnemu rejonowi. W
ten sposób odkształcenie przez bliźniakowanie przemieszcza się
w postaci swoistej fali, rozpraszając i efektywnie absorbując
energię uderzenia. Odkształcenie przez bliźniakowanie występuje
dla stopów o niskiej energii błędu ułożenia, a taki charakter mają
właśnie stale TWIP.

Struktura stali TWIP

Struktura omawianych stali przed (I ) i po (II ) odkształceniu z dużą szybkością,
odpowiadającemu zderzeniu pojazdu. Dla uproszczenia nie uwzględniono zmiany
kształtu ziaren.

Własności stali typu TWIP:

 Wysoka ciągliwość, aby pochłonąć przy odkształceniu
plastycznym maksymalną ilość energii uderzenia,

 Dużą wytrzymałość (do 1200 MPa) – aby zachować
maksymalną stabilność elementu chroniącego kabinę
pasażerską,

 Wysoka zdolność absorpcji energii w przypadku
zderzenia,

 Dobre zachowanie w eksploatacji,

 Wysoka wytrzymałość zmęczeniowa samego materiału i
spoin

Wnioski

Na przestrzeni ostatnich lat dokonał się znaczący

postęp materiałowy w konstrukcjach nadwozi
samochodowych. Odnotować należy pewien spadek
zainteresowania stopami Al na rzecz nowych stali o
wyśrubowanych właściwościach mechanicznych. Pojawiły
się nowe gatunki stali w grupie AHSS oraz rewelacyjne
wysokomanganowe stale TWIP/TRIP łączące w sobie
wysoką wytrzymałość z doskonałą ciągliwością.

*Nowe stale wydają się mieć znakomite perspektywy

rozwojowe w przemyśle motoryzacyjnym, które jednak
mogą być hamowane przez obecny kryzys ekonomiczny.