TWIP (Twinning Incuded Plasticity) çeliği olarak bilinen, ikizlenme yoluyla plastisite kazanan bu çelikler, her iki dislokasyonda kayma ve mekanik ikizlenme ile deforme olabilen bir östenitik çelik sınıfıdır. Yüksek sertleştirme kapasitesine bağlı olarak yüksek mukavemeti (800 MPa’ya kadar maksimum çekme mukavemeti) ve sünekliliği birleştiğinde oda sıcaklığında mükemmel mekanik özelliklere sahiptir. TWIP çelikleri yüksek mangan içeriği (%17 – %24) nedeniyle oda sıcaklığında tam östenitik yapıdadır. Deformasyon ikizlerinin oluşması büyük ölçüde deformasyon oluşumuna neden olur. Bu deformasyon oluşumu, çelik sınıfının isimlendirilmesine yol açar. Ortaya çıkan ikiz sınırlar tane sınırları gibi davranır ve çeliği güçlendirir.
TWIP Çeliği Kullanım Alanları
TWIP Çeliğinin Mikroyapısı
TWIP çelikleri mükemmel bir tokluk ve mukavemet kombinasyonuna sahiptir. Bu mekanik özellik kombinasyonunun en temel sebebi TWIP çeliklerinin spesifik mikroyapısı ve alaşımlanma işlemidir. TWIP çelikler, formları bozulmamış halde %100 östenit yapıdadır. Östeniti oda sıcaklığında stabilize etmek amacıyla yüksek miktarda mangan içerirler. Bu nedenle TWIP çelikleri yüksek manganlı çelikler olarak da adlandırılır. Bu özel çelikler yapısında diğer alaşım elementlerini de bulundurur. TWIP çeliklerinde; karbon (ağırlıkça % <1), alüminyum (ağırlıkça % < 10), silisyum (ağırlıkça % <3) olarak bulunabilir.
Deformasyon İkizlenmesi Nedir?
Östenitik yapıda ki çelikler, sürekli plastik deformasyon altında östenit fazından α primer’e veya γ’dan ε0 martensit oluşumu gibi faz dönüşümlerine uğrayabilirler. Tüm bu oluşumların temelinde, plastik deformasyonun en önemli iki temel mekanizması yer alır. Deformasyon ikizlenmesi, yüksek ve artan deformasyon sertleşmesi özelliği nedeniyle çok tercih edilen bir sistemdir. Bu sistemde malzemenin deformasyon sırasında mekanik ikizlenmeler oluşturarak malzemenin mükemmel mekanik özelliklere sahip olmasını sağlar. Çok ince ikiz lamelleri tane içinde ekstra engeller oluşturarak dislokasyon hareketlerini engeller. Ayrıca bu sistemde ikiz morfolojisi ve boyutları mekanik özellikleri belirlemektedir. Dikkat edilmesi gereken en önemli konu hızlı veya kontrolsüz ikiz oluşumu mikro çatlak oluşumuna neden olur.
Yüksek manganlı çelikte yoğun ikiz oluşumu
Otomotiv Endüstrisinde TWIP Çeliklerinin Önemi
Özellikle ferritik demir-alüminyum sistemi ile demir-mangan-alüminyum-silisyum östenitik alaşım sistemlerinin gösterdikleri üstün fiziksel, mekanik ve teknolojik özellliklerden dolayı yüksek mukavemetli hafif otomotiv çelik alaşımları için çok uygun malzemelerdir. Bu malzemelerde %8.5 – %16’ya varan Al içeriği ile kullanılan çelik yapısal ağırlığı %10 düşürürken, elastik tokluğu ve mukavemeti katı eriyik sertleşme mekanizması ile arttırmaktadır. %22 oranında artan Mn miktarı ile bu çeliklerin serbest yığın enerjisi düşer ve çok geniş mekanik ikizler oluşturarak çok yüksek mukavemet değerlerinde olağanüstü plastiste özellikleri gösterir. Otomotiv endüstrisinin ihtiyaçları doğrultusunda gerçekleştirilen bu çelik, yüksek mukavemet ve süneklilik değerlerinden dolayı ilgi odağı olmaktadır. Herhangi bir çarpışma esnasında AHSS çelikleri içerisinde en fazla enerji absorbe eden çelik türüdür. Yüksek şekillendirilebilme kabiliyeti nedeniyle otomotiv sektöründe en yaygın kullanılan çelik türüdür.
Kaynakça
- net-advanced_material_characterization_of_TWIP_steel/lınk
- sabis.sakarya.edu.tr
- totalmateria.com
- wikipedia.org/wiki/TWIP_steel
- worldautosteeel.org/stell_basics
- makinatek.com.tr
- phase-msm.com/2007/QinBs_Thesis.pdf
Yorumlar