به گزارش ایراسین، کاهش وزن وسایل نقلیه گامی حیاتی و اجتناب‌ناپذیر در مسیر کاهش مصرف سوخت و آلودگی‌های زیست‌محیطی است. برای دست‌یابی به این هدف، خودروسازان متقاضی فولادهایی هستند که استحکام بالا همراه با شکل‌پذیری و قیمت مناسب دارند. این نیاز سبب شد فولادهای پراستحکام پیشرفته (AHSS) به‌عنوان فولادهای پیشرو در صنعت خودروسازی شناخته شوند. وزن خودروی ساخته‌شده با AHSS حدوداً ۱۶۳ کیلوگرم کاهش داشته که به‌طور میانگین سبب کاهش ۶ تا ۷ درصدی مصرف سوخت می‌شود.
ایمنی بیشتر، آلودگی زیست‌محیطی کمتر و کاهش مصرف سوخت، خودروسازان و به‌تبع آن تولیدکنندگان فولاد را به سمت تولید و مصرف ورق‌های فولادی سبک‌تر سوق داده است. در این مسیر شعار «فولاد مناسب در مکان مناسب» به‌عنوان چشم‌انداز واحدهای تحقیق و توسعه در صنعت فولاد در نظر گرفته شد. این شعار سبب شد که فولادسازان تولید فولادهای متناسب با صنعت خودرو را در دستور کار خود قرار دهند. بدین منظور نسل‌های مختلفی از فولادهای AHSS روانه بازار گردید. روند توسعه این گروه از فولادها در شکل ۱ نشان داده شده است.
فولادهای پراستحکام پیشرفته (نسل اول): این گروه از فولادها در مقایسه با فولادهای پراستحکام کم‌آلیاژ، با وجود استحکام یکسان، از شکل‌پذیری بهتری برخوردارند که ناشی از افزودن عناصر آلیاژی به فولاد کم‌کربن است. فولادهای پراستحکام پیشرفته نسل اول به‌طور عمده دارای ریزساختار مارتنزیتی هستند، لیکن برای شکل‌پذیر شدن، حضور فازهای شکل‌پذیر در ساختار آن الزامی است. فولادهای دوفازی (DP) با ریزساختاری حاوی مارتنزیت و فریت ازجمله پرکاربردترین فولادهای این نسل است که استحکامی در محدوده MPa ۱۴۰۰-۵۹۰ دارند. در مقابل، فولادهای چندفازی (CP) که علاوه بر ماتنزیت و فریت، در ریزساختار خود بینیت نیز دارند برای استفاده در صنعت خودرو معرفی شدند. این فولادها شکل‌پذیرتر از فولادهای دوفازی هستند. استحکام این گروه از فولادها MPa ۱۱۸۰-۸۰۰ بوده و در کشورهای اروپایی به‌وفور برای ساخت بدنه خودرو کاربرد دارند. فولادهای TRIP با استحکام MPa ۱۱۸۰-۵۹۰ یکی دیگر از انواع فولادهای این نسل از فولادهای پراستحکام پیشرفته است که در ساختار خود دارای مارتنزیت، فریت و مقداری آستنیت هستند.
فولادهای پراستحکام پیشرفته (نسل دوم): ویژگی شاخص این گروه از فولادهای پراستحکام داشتن ساختار کاملاً آستنیتی است. یکی از انواع فولادهای این نسل، فولادهای TWIP بوده که در دمای اتاق ساختار کاملاً آستنیتی دارد. فولادهای نوین Triplex که حاوی مقدار بالای ۱۵ تا ۳۰ درصد منگنز است نیز از دیگر فولادهای پراستحکام پیشرفته درحال‌توسعه به شمار می‌آید. با وجود این، این گروه از فولادها به‌دلیل میزان عناصر آلیاژی زیاد که به‌منظور پایداری آستنیت در دمای اتاق به فولاد افزوده می‌شوند، پرهزینه محسوب می‌شوند و مصرف آن در صنعت خودرو محدود به خودروهای خاص است. بااین‌حال، بسیاری از خودروسازان معتقدند کاهش وزن ناشی از استفاده از این نوع فولاد، قیمت بالای آن را جبران می‌کند.
فولادهای پراستحکام پیشرفته (نسل سوم): محدودیت‌های نسل اول (شکل‌پذیری کم) و نسل دوم (قیمت بالا) سبب شد فولادسازان، فولادهای پراستحکام پیشرفته نسل سوم را جهت استفاده در صنعت خودرو روانه بازار کنند. هزینه تولید نسل سوم فولادهای AHSS در مقایسه با نسل دوم تا ۳۰ درصد کاهش داشته است. فولادهای Q & P یکی از انواع فولادهای پرکاربرد نسل سوم فولادهای پراستحکام پیشرفته بوده که حاوی عناصر آلیاژی کربن، منگنز، نیکل و مولیبدن هستند. مقدار عناصر آلیاژی در این گروه بسیار کمتر از فولادهای نسل دوم است. روند تولید فولادهای Q & P بدین گونه است که هنگام عملیات حرارتی فولادهای Q & P، کوئنچ متوقف شده و فولاد برای تقسیم شدن مجدداً گرم می‌شود (شکل ۲).
این عملیات، ریزساختار حاوی ۵ تا ۱۲ درصد آستنیت، ۲۰ تا ۴۰ درصد فریت و ۵۰ تا ۸۰ درصد مارتنزیت را برای فولاد به دنبال دارد. شرکت بائواستیل برای اولین بار این گروه از فولادها را تجاری‌سازی کرده و استحکام آن MPa ۱۱۸۰-۹۸۰ است. فولادهای TBF نیز یکی دیگر از فولادهای پراستحکام پیشرفته نسل سوم بوده که مشابه با فولادهای Q & P کم‌آلیاژ بوده و با تجهیزات موجود قابل‌تولید است. بخش عمده ساختار فولادهای TBF را آستنیت باقی‌مانده پایدار تشکیل می‌دهد. شرکت کوبه‌استیل این فولاد را با استحکام MPa ۱۴۷۰-۹۸۰ روانه بازار کرده و خودروسازی نیسان با به‌کارگیری تکنولوژی تغییر شکل سرد جدیدی محدودیت برگشت‌پذیری فنری این گروه را رفع کرده و از آن در برخی از مدل‌های خود استفاده کرده است.
ارسال نظر