خواص مکانیکی فولاد تریپ

فولاد تریپ با اجرای عملیات حرارتی و با استفاده از دو روش نورد سرد و گرم تولید می شود. خواص مکانیکی فولاد تریپ به نوع عملیات حرارتی آن بستگی دارد.

مراحل تولید فولاد TRIP به روش نورد سرد به شرح زیر است:

• عملیات آنیلینگ در دمای بین 625 تا 675 درجه سانتی گراد بر روی ورق فولادی کم آلیاژ در مدت زمان بین 45 تا 90 انجام شود.
• انجام عملیات خنک سازی با استفاده از سیستم خنک کننده بر روی ورق فولادی که در طی عملیات آنیلینگ قرار گرفته است.
• عملیات بازپخت بر روی ورق فولادی در دمای 760 تا 930 درجه سانتی گراد اعمال شود.
• کاهش مجدد در دمای فولادی که تحت عملیات آنیلینگ قرار گرفته باشد تا دمای 460 درجه سانتی گراد، که موجب اجازه به آستینیت تا به بینیت هم دما برسد.

استفاده از فولاد تریپ در صنعت خودروسازی:
شرکت NIPPON Steel در دهه 80 تحقیقات بسیاری بر روی فولاد تریپ انجام داد همچنین تلاش این شرکت برای مجاب کردن شرکت های خودروسازی برای استفاده از این فولاد، سال ها طول کشید.

این شرکت از دلایل زیر برای متقاعد کردن شرکت های خودروسازی استفاده کرد.

یکی از دلایل مناسب بودن استیل تریپ در صنعت خودروسازی تغییر شکل بالای آن می باشد که باعث بهینه شدن ارگونومی ماشین و شتاب بالا و سرعت آن در حرکت بدون ایجاد هیچ تغییری در مصرف سوخت می شود.

در واقع ورق تریپ با امکان خمکاری بالا در مقایسه با فولادهای آلیاژی دیگر دارای وزن کمتری بوده و وزن نهایی اتومبیل را کاهش می دهد که این موضوع سبب کاهش مصرف سوخت در خودرو می شود.

اتومبیل در هنگام تصادفات بایستی انرژی بالایی جذب کند بنابراین به علت سختی بالایی که فولاد تریپ دارد از آن برای قسمت هایی مثل داشبورد استفاده می شود.

ورق های فولاد تریپ و کاربرد آن:
تولید فولاد تریپ با استفاده از روش های مختلف عملیات حرارتی انجام می شود. وجود این روش های مختلف باعث تنوع در تولید انواع ورق های فولادی شده است که رایج ترین آن ها به شرح زیر است:

• TRIP 350/600 از این نوع ورق فوادی برای ساخت چارچوب ریل ها استفاده می شود. این ورق فولادی برای استحکام بخشیدن به اجزای مختلف خودرو مورد استفاده قرار می گیرد.
• TRIP 400/700 از دو شاسی crash box در خودرو استفاده می شود که از این دو شاسی در جلو و آخر ماشین قرار می گیرد. از ورق تریپ برای ساخت این نوع شاسی استفاده می شود که در هنگام تصادف جمع می شود اما آسیبی به سرنشینان اتومبیل نمی زند.
• TRIP 450/800 از این نوع ورق فولادی برای ساخت ریل های پنل داشبورد و سقف استفاده می شود.
• TRIP 600/980 از این نوع ورق فولادی برای ساخت ریل سقف، ریل جلو و عقب، قاب صندلی خودرو، محفظه نگهدارنده موتور استفاده می شود.

خواص مکانیکی فولاد تریپ:
همانطور که در بالا ذکر کردیم فولاد تریپ به علت شکل دهی و سبک وزن بودن در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. خواص مکانیکی فولاد تریپ به شرح زیر است:

شکل پذیری بیشتر:
فولاد تریپ در مقایسه با سایر فولادهای دیگر به علت ریزساختار فولاد دارای خاصیت سخت کاری می باشد که به همین جهت از شکل پذیری بالایی برخوردار است.

یکی دیگر از ویژگی های فولاد تریپ، پدیده پخت سخت شوندگی می باشد که این خاصیت نوعی تکنیک پیشرفته برای استفاده در تولید فولادهای کم کربن است. در این پدیده، برای داشتن کربن کافی به یک فرآیند بهینه سازی آنیل نیاز است.

آنیلینگ (آنیل کاری) نوعی عملیات حرارتی است که در آن انجام عملیات گرم کردن در فولاد به طور آهسته و زیر نقطه ذوب و بالاتر از دمای بحرانی انجام می شود.

این دما، دمای آنیل است که بسته به درصد سیلیسیم و نوع فولاد مورد استفاده در آن متفاوت می باشد.

تأثیر کربن بر ساختار فولاد تریپ:
آستینت یک دگر شکلی فلزی و غیر مغناطیسی از آهن یا یک محلول جامد از آهن است همچنین واژه ی آستنیتی کردن به معنای حرارت دادن آهن یا آلیاژهای پایه آهن تا رسیدن به دمای تغییر ساختار مانده می باشد.

میزان مورد استفاده از عنصر آلیاژی کربن در فولاد تریپ با هدف تثبیت فاز آستنیت باقی مانده زیر دمای محیط در مقایسه با فولادهای DP بسیار بیشتر است.

استفاده از مقدار بالاتر عناصر سیلیسیم یا آلومینیوم باعث تشکیل فریت بینیت می شود که وجود این عناصر به حفظ مقدار عنصر کربن مورد نیاز آستنیت کمک می کند که در صورت استفاده از عناصری چون سیلیسیم و آلومینیوم می توان از رسوب کاربید جلوگیری کرد.

ریزساختارهای فولاد TRIP:
5 درصد از حجم فولاد TRIP از باقی مانده آستنیت است که در فاز اول فریت جداسازی آن انجام می شود. اما مابقی ریزساختارهای فولاد تریپ، مارتنزیت و بینیت را شامل می شوند.

فولاد تریپ در مقایسه با فولادهای دو فاز از مقدار بیشتر عنصر کربن برخوردار است که مقدار کربن کافی برای تثبیت فاز آستنیت باقی مانده به زیر دمای محیط را به دست آوریم.

در طی تغییر شکل، فازهای سخت دوم، پراکنده می شود که این موضوع باعث بالا رفتن سرعت سخت شدن کار در فولادهای DP می شوند.

اما در فولادهای تریپ افزایش کرنش باعث تبدیل آستنیت به مارتنزیت شده و سرعت سخت کاری در سطوح کرنش افزایش پیدا می کند.

به طور کلی نرخ سخت کار شدن اولیه فولاد تریپ در مقایسه با فولاد DP کمتر است اما در فولاد تریپ سرعت سخت شدن سط.ح کرنش در مقایسه با فولاد DP بیشتر است همچنین در برابر تنش مقاومت بیشتری دارد.