二相鋼

二相鋼（DP鋼）は、フェライト-マルテンサイトの微細構造を持つ高強度鋼です。DP鋼は、連続冷却変態図で決定されるA ₁より高くA ₃より低い温度で急冷された低炭素鋼または中炭素鋼から製造されます。これにより、二次相としてマルテンサイトの島を含む柔らかいフェライトマトリックスからなる微細構造が得られます（マルテンサイトは引張強度を高めます）。したがって、DP鋼の全体的な動作は、体積分率、形態（サイズ、アスペクト比、相互接続性など）、結晶粒度、および炭素含有量によって決まります。^[1] これらの微細組織を実現するために、DP鋼には通常、0.06～0.15重量%のCと1.5～3%のMn（前者はマルテンサイトを強化し、後者はフェライトの固溶強化を引き起こし、どちらもオーステナイトを安定化させる）、CrとMo（パーライトまたはベイナイトの形成を遅らせる）、Si（フェライト変態を促進する）、VとNb（析出強化と微細組織微細化）が含まれています。^[2]マイクロアロイド鋼よりも成形性に優れ た高強度鋼を製造したいという要望から、2007年にタタスチールがDP鋼を開発しました。^[3]

DP 鋼は、高い極限引張強度 (UTS、マルテンサイトによる) と低い初期降伏応力 (フェライト相による)、高い初期ひずみ硬化、およびマクロ的に均一な塑性流動 (リューダース効果がないことによる) を兼ね備えています。これらの特徴により、DP 鋼は自動車関連のシート成形作業に最適な材料となっています。

転炉の酸素上吹き工程で溶鋼が生成され、二次冶金段階で合金処理されます。製品はマンガン、クロム、シリコンの配合により高い引張強度を持つアルミニウムキルド鋼です。

それらの利点は以下のとおりです。^{[3] [4]}

• 降伏強度が低い
• 降伏強度と引張強度の比が低い（降伏強度 /引張強度= 0.5）
• 高い初期ひずみ硬化率
• 均一な伸びが良好
• 高いひずみ速度感度（速く押しつぶされるほど、より多くのエネルギーを吸収する）^[5]
• 優れた疲労耐性

これらの特性のため、DP鋼は自動車のボディパネル、ホイール、バンパーによく使用されます。^[4]

• Chakraborti, PC; Mitra, MK (2007-10-27)、「高強度二相フェライト-マルテンサイト (DFM) 鋼の微細構造と引張特性」、Materials Science and Engineering: A、466 ( 1– 2): 123– 133、doi :10.1016/j.msea.2007.02.042。
• Tasan, CC; Diehl, M.; Yan, D.; Bechtold, M.; Roters, F.; Schemmann, L.; Zheng, C.; Peranio, N.; Ponge, D. (2015 年 7 月)、「二相鋼の概要: 微細構造指向処理とマイクロメカニクス誘導設計の進歩」、Annual Review of Materials Research、45 (1): 391– 431、Bibcode :2015AnRMS..45..391T、doi :10.1146/annurev-matsci-070214-021103、ISSN  1531-7331
• Tasan, CC; Hoefnagels, JPM; Diehl, M.; Yan, D.; Roters, F.; Raabe, D. (2014)、結合した原位置変形実験と結晶塑性シミュレーションによって調査された二相鋼のひずみの局所化と損傷(PDF)、vol. 63、International Journal of Plasticity、pp.  198– 210。
• デガーモ、E. ポール; ブラック、J. T.; コーサー、ロナルド A. (2003)、製造における材料とプロセス(第 9 版)、Wiley、ISBN 0-471-65653-4。
• Fallahi, A. (2002)、「制御圧延プロセスによって製造された二相鋼の微細構造と特性の相関関係」(PDF)、Journal of Material Science & Technology、18 (5): 451– 454、2016-03-03にオリジナル(PDF)からアーカイブ。
• Abid, Najmul H.; Abu Al-Rub, Rashid K.; Palazotto, Anthony N. (2015)、「等軸不均質微細構造が二相鋼の強度と延性に与える影響の計算モデル化」、Computational Materials Science、103、Elsevier: 20– 37、doi :10.1016/j.commatsci.2015.02.051。