DP 980 二重位相鋼: プロパティ, アプリケーション & 製造ガイド

最も要求の厳しい安全性と構造部品のために、作業性を犠牲にすることなく超高強度を提供する材料が必要な場合 - DP 980 二重位相鋼 答えです. 一流の高度な高強度鋼として (AHSS), それは最小限に抑えられます 980 フォーマニティを維持しながらMPA引張強度, それを現代の自動車や頑丈なプロジェクトのためのゲームチェンジャーにする. このガイドは、あなたがそれを効果的に使用するために必要なすべてを分解します.

1. DPの材料特性 980 二重位相鋼

DP 980のパフォーマンスはそのから来ています二相微細構造: 柔らかい, 延性フェライト (形成性のため) そして一生懸命, 濃いマルテンサイト (極端な強さのために). このミックスは、「強度と」を解決します. 多くの高強度鋼を悩ませる挑戦.

1.1 化学組成

DP 980の合金ブレンドは、その堅牢なデュアルフェーズ構造を作成するために精密に調整されています, ENのような標準と整合しています 10346 およびASTM A1035:

要素	シンボル	構成範囲 (%)	合金における重要な役割
炭素 (c)	c	0.10 - 0.14	マルテンサイト層を駆動します; 超高強度と作業性のバランス
マンガン (Mn)	Mn	1.80 - 2.20	ハードナビリティを向上させます; 均一なフェライトマルテンサイト分布を保証します
シリコン (そして)	そして	0.25 - 0.50	フェライトを強化します; 鉄鋼製造中にデオキシ剤として機能します
クロム (cr)	cr	0.30 - 0.50	強化耐食性そして、より良い靭性のために穀物のサイズを洗練します
アルミニウム (アル)	アル	0.04 - 0.10	粒子の成長を制御します; 改善します耐衝撃性寒い気温で
チタン (の)	の	0.04 - 0.09	炭化物の形成を防ぎます; ブースト疲労強度長期的な耐久性のため
硫黄 (s)	s	≤ 0.012	脆性を回避し、溶接性を確保するために最小化されます
リン (p)	p	≤ 0.020	冷たい脆性を防ぐために制限されます (冬用の車両/構造に重要です)
ニッケル (で)	で	≤ 0.40	トレース量は、コストを引き上げることなく低温靭性を高めます
モリブデン (MO)	MO	≤ 0.20	少量は高温安定性を改善します (エンジンベイまたは工業部品用)
バナジウム (v)	v	≤ 0.08	マルテンサイト構造を改良します; 延性を犠牲にすることなく強度を向上させます

1.2 物理的特性

これらの特性は、DPを形成します 980 製造および実世界の使用で動作します:

密度: 7.85 g/cm³ (標準鋼と同じ, しかし、より薄いゲージは、重量を20〜25％削減します. 軟鋼)
融点: 1420 - 1450°C (標準鋼の形成および溶接プロセスと互換性があります)
熱伝導率: 38 w/(M・k) 20°Cで (スタンピング中の安定した熱伝達, 反り防止)
比熱容量: 450 J/(kg・k) 20°Cで (熱処理中に熱を均等に吸収します)
熱膨張係数: 12.3 μm/(M・k) (低拡張, ドアリングのような精密な部品に最適です)
磁気特性: 強磁性 (工場で自動化された磁気ハンドラーを使用します)

1.3 機械的特性

DP 980の機械的強度は、その決定的な利点です。超高ストレスと安全性のある部品に対しては重要です. 以下は、コールドロールシートの典型的な値です:

財産	典型的な値	テスト標準
抗張力	980 - 1100 MPA	ISOで 6892-1
降伏強度	550 - 650 MPA	ISOで 6892-1
伸長	≥ 12%	ISOで 6892-1
面積の削減	≥ 35%	ISOで 6892-1
硬度 (ビッカーズ)	270 - 310 HV	ISOで 6507-1
硬度 (ロックウェルc)	28 - 33 HRC	ISOで 6508-1
衝撃の靭性	≥ 35 j (-40°C)	ISOで 148-1
疲労強度	〜450 MPa	ISOで 13003
曲げ強度	≥ 900 MPA	ISOで 7438

1.4 その他のプロパティ

耐食性: 良い (道路塩と穏やかな工業化学物質に抵抗します; Zinc-nickelコーティングは、アンダーボディまたは屋外部品の寿命を延ばします)
形成性: とても良い (ソフトフェライトを使用すると、サイドインパクトビームや統合ドアリングのような複雑な形状に刻印できます。)
溶接性: 公正から良い (炭素含有量が少ないと亀裂が減少します; ER80S-D2フィラーと予熱したMIG/MAG溶接を使用します)
加工性: 公平 (ハードマルテンサイトはツールを着用します - 炭化物の挿入物を使用し、高圧切断液を使用してツールの寿命を延ばします)
耐衝撃性: 強い (クラッシュエネルギーを吸収します, making it ideal for クラッシュ耐性コンポーネント)
疲労抵抗: 素晴らしい (繰り返しストレスに耐えます, サスペンションパーツや構造フレームに最適です)

2. DPのアプリケーション 980 二重位相鋼

DP 980 優れています超高強度, 軽量, 安全性の高いアプリケーション 強度や形成性に関する妥協が許可されていない場合. ここで最も広く使用されています:

2.1 自動車産業 (主な用途)

自動車メーカーはDPに依存しています 980 最も厳格な安全性と効率の基準を満たすため (例えば。, IIHSトップセーフティピック+, ユーロNCAP 5つ星):

ボディ・イン・ホワイト (ピュー): Aピラーに使用されます, Bピラー, とルーフレール. グローバルEVメーカーがDPに切り替えました 980 biw部品用, 車両の重量を切る 16% クラッシュテストのスコアを改善しながら.
バンパー: ヘビーデューティバンパーコア (トラック/SUV用) use DP 980—its 抗張力 (980–1100 MPa) 耐性 15 MPHは、ひび割れずに衝突する衝突を起こします.
サイドインパクトビーム: 厚ゲージDP 980 大きなSUVとトラックの梁は、キャビンの侵入を減らします 60% サイドクラッシュ, 居住者を重傷から保護します.
ドアリング: 統合ドアリング (単一のスタンプ部品) DP 980を使用します, アセンブリの時間と体重を切る.
サスペンションコンポーネント: 頑丈なコントロールアームとナックル (オフロードまたは商用車用) use DP 980—its 疲労強度 (〜450 MPa) ラフな地形を処理します 250,000+ km.

2.2 構造コンポーネント

自動車を超えて, DP 980 要求の厳しい構造プロジェクトに輝いています:

軽量フレーム: 商業配達トラック, バス, RVはDPを使用します 980 フレーム - 軟鋼よりもライター, 燃料効率を7〜8％向上させる.
安全障壁: 頑丈な高速道路のクラッシュバリア (トラックや建設車両用) use DP 980—its 曲げ強度 (900 MPa以上) 壊れることなく大型車両をリダイレクトします.
ロールケージ: レース, 軍隊, オフロード車両はDPを使用しています 980 ロールケージ - ライトウェイトでありながら、インパクトの高い翻滚に耐えるのに十分な強さ.

3. DPの製造技術 980 二重位相鋼

DP 980のデュアルフェーズ構造には、その最大限の潜在能力のロックを解除するために正確な製造が必要です。:

3.1 スチール製造プロセス

電気弧炉 (EAF): DPで最も一般的です 980. スクラップスチールは溶けています, 次に、合金要素 (Mn, cr, アル, の) タイトな組成ターゲットをヒットするために追加されます. EAFは柔軟で環境に優しいです (BOFよりも低い排出量).
基本的な酸素炉 (bof): 大規模に使用されます, 大量生産. 溶融鉄を酸素と混合して不純物を除去します, その後、合金が追加されます. BOFはより高速ですが、標準グレードの方が優れています.

3.2 熱処理 (二重位相構造にとって重要です)

DP 980のフェライトマルテンサイトミックスを作成するための重要なステップは批判的なアニーリング:

コールドローリング: スチールはゲージに転がっています (1.8–10 mm) さまざまなアプリケーション用 (例えば。, 1.8 biwのmm, 10 バンパー用のMM).
批判的なアニーリング: 加熱されています 790 - 840°C (フェライトとオーステナイトの温度の間). これにより、フェライトの50〜60％がオーステナイトに変換されます (DPのようなDPグレードの低い以上 800, 超高強度のために).
迅速な冷却: 水や強制空気で消光されます. オーステナイトはマルテンサイトに変換されます, デュアルフェーズ構造の作成.
ストレス緩和: 加熱されています 240 - 300°Cで3〜5時間. 残留応力を減らします (厚ゲージの部品が反りを防ぐために重要です).

3.3 プロセスの形成

DP 980の形成性は、これらの手法で最大化されます:

温かいスタンピング: 複雑な部品で最も一般的です. スタンピング中に200〜250°Cに加熱されます。伸びを3〜4％vsします. コールドスタンピング, ドアリングやサイドインパクトビームに簡単に形作ることができます.
コールドフォーミング: ブラケットなどの単純な部品に使用されます. 曲げまたはローリングは、加熱せずに形状を作成します (摩耗を避けるために、ツールが高強度であることを確認してください).
硬化を押します (レア): 超厚の部分にのみ使用されます (≥12mm). DP 980 通常は必要ありません (UHSSとは異なります, ひび割れを避けるためにプレス硬化が必要です).

3.4 加工プロセス

切断: レーザー切断が推奨されます (クリーン, 正確な, 二相構造に熱損傷はありません). プラズマ切断は、厚いゲージ、つまり酸素燃料を回避するために機能します (マルテンサイトの脆性を引き起こす可能性があります).
溶接: ER80S-D2フィラーによるMIG/MAG溶接が標準です. 200〜250°Cに予熱します (DPグレードの低いよりも高い) ひび割れを防ぐため; 低温の入力を使用して、マルテンサイトを安定させます.
研削: 窒化中のキュービックホウ素を使用してください (CBN) ホイール (酸化アルミニウムよりも硬い) 硬いマルテンサイト表面を滑らかにする. 速度を低く保ちます (1000–1500 rpm) 過熱を避けるため.

4. ケーススタディ: DP 980 頑丈なEV Bピラーで

大手頑丈なEVメーカーが問題に直面しました: 彼らの既存のBピラー (UHSSで作られています) 形成するのは大変でした, につながる 15% 生産廃棄物, そして、まだ新しいクラッシュ安全基準を満たしていませんでした. 彼らはDP 980に切り替え、両方の問題を解決しました.

4.1 チャレンジ

メーカーの12トンEVトラックには、Bピラーが必要でした: 1) 自分に耐えられた側面の衝撃 (FMVSSごと 301 基準), 2) 生産廃棄物の減少 (UHSSは脆すぎてスタンプができませんでした), そして 3) 重量を削減して、バッテリーの範囲を伸ばします. UHSSはフォーミン性に失敗しました (高廃棄物) コスト (処理するのに費用がかかります).

4.2 解決

彼らはDPに切り替えました 980 Bピラー, 使用:

温かいスタンピング: 加熱DP 980 刻印中は220°Cまで複合体を形作ります, エネルギー吸収設計 (廃棄物を減らしました 3% vs. うーん).
亜鉛ニッケルコーティング: 追加しました 15 腐食抵抗のためのμMコーティング (道路塩にさらされたトラックの柱には重要です).
レーザー溶接: DPに参加しました 980 biwへの柱 (DP 980の溶接性が強力に保証されました, 耐久性のあるジョイント).

4.3 結果

廃棄物の削減: 生産廃棄物は減少しました 15% に 3% (材料費で年間2000万ドルを節約しました).
安全改善: 渡されたFMVS 301 サイドインパクトテスト (キャビンの侵入が減った 60% vs. うーん).
重さ & コスト削減: Bピラーの重量がありました 1.2 kg (18% UHSSよりも軽い), 追加 1.5 km of ev range, コスト 12% 処理するのが少ない.

5. 比較分析: DP 980 vs. その他の材料

DPはどうですか 980 超高強度アプリケーションの代替品に対抗します?

材料	抗張力	伸長	密度	料金 (vs. DP 980)	に最適です
DP 980 二重位相鋼	980–1100 MPa	≥12％	7.85 g/cm³	100% (ベース)	超高強度部品 (Bピラー, 重いバンパーコア)
DP 800 二重位相鋼	800–920 MPa	≥14％	7.85 g/cm³	85%	中程度のウルトラ部品 (サイドインパクトビーム)
HSLAスチール (H500LA)	500–650 MPa	≥18％	7.85 g/cm³	70%	低ストレス構造部品 (トレーラーフレーム)
うーん (22MNB5)	1500–1800 MPa	≥10％	7.85 g/cm³	250%	極度のストレス部品 (レースカー用のAピラー)
アルミニウム合金 (7075)	570 MPA	≥11％	2.70 g/cm³	450%	非常に軽量, インパクトの低い部品 (フード)
炭素繊維複合材	3000 MPA	2％以上	1.70 g/cm³	1800%	ハイエンド, 超軽量部品 (スーパーカーシャーシ)

重要なポイント: DP 980 の最高のバランスを提供します超高強度, 形成性, そして料金頑丈な安全部品用. DPよりも強いです 800 とhsla, UHSSよりもはるかに形式的です, アルミニウムや複合材料よりも劇的に手頃な価格です.

Yigu TechnologyのDPに関する視点 980 二重位相鋼

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