يمكن تقسيم الفولاذ عالي المقاومة المستخدم في صناعة السيارات إلى ثلاثة أجيال: الجيل الأول، وهو فولاذ TRIP، والجيل الثاني، وهو فولاذ TWIP، والجيل الثالث، وهو فولاذ Q&P. إلى جانب استيفاء معايير الأداء التقليدية كالقوة والمتانة، يتميز الفولاذ عالي المقاومة بمتطلبات خاصة: ففولاذ TRIP يتطلب قوة فائقة، وفولاذ TWIP يتطلب مقاومة عالية للكسر المتأخر وقوة خضوع عالية، وفولاذ Q&P يتطلب قابلية عالية لتوسيع الثقوب. وترتبط هذه الخصائص بنظام تركيبه وعملية التلدين.
نظام التركيب وعملية التلدين لكل جيل من الفولاذ هما:
1. تريب الصلب
TRIP steel عبارة عن فولاذ منخفض الكربون منخفض السبائك يحتوي على الفريت والباينيت والأوستينيت المنتقل. مبدأها الأساسي هو استخدام خصائص الأوستينيت غير المستقر للحث على تحول الطور واللدونة الناتجة عن التحول الطوري لتحسين أداء الصفيحة الفولاذية. منتج بلاستيكي قوي. أنظمة التركيب المستخدمة بشكل شائع لإنتاج فولاذ TRIP هي 0.20٪ C-1.5٪ Si-1.5٪ Mn series ، 0.20٪ C-0.30٪ Si-1.8٪ Mn-1.2٪ Al (منخفض السيليكون) سلسلة ، 0.20٪ C- 0.30٪ Si - 1.8٪ Mn-0.06٪ P (منخفض السيليكون).
تتضمن عملية التلدين لصلب TRIP بشكل أساسي ست مراحل: التسخين ، والعزل ثنائي الطور ، والتبريد البطيء ، والتبريد السريع ، والتحول الحراري المتساوي بينيت. من بينها ، يعتبر التبريد البطيء والتحول الحراري المتساوي بينيت هما الأكثر أهمية. يمكن لهاتين العمليتين ضبط محتوى الكربون في الأوستينيت لتحسين استقرار الأوستينيت.
2. TWIP الصلب
يتميز فولاذ TWIP من الجيل الثاني بخصائص ممتازة مثل القوة العالية واللدونة العالية وامتصاص الصدمات العالية. نظام تكوين النموذج الأولي للصلب TWIP هو Fe-25٪ Mn-3٪ Al-3٪ Si. أنظمة المكونات المطورة هي: Fe-18٪ Mn-1.5٪ Al-0.6٪ C ، Fe-18٪ Mn-0.26٪ V-0.8٪ C ، إلخ.
عادة ما يتم إنتاج الفولاذ TWIP عن طريق عملية تقوية الماء ، ويجب أن يتم تجهيز خط التلدين المستمر بجهاز تبريد بالماء. يمكن أن يتحكم معدل التبريد السريع في ترسيب الكربيدات ونمو حبيبات الأوستينيت المستقرة.
3. Q & P الصلب
نظام تكوين فولاذ Q&P من الجيل الثالث هو C-Si-Mn أو C-Si-Mn-Nb ، والذي يتم إنتاجه عن طريق عملية التبريد والتوزيع. تتمثل عملية توزيع التبريد في إخماد الفولاذ بسرعة إلى درجة حرارة معينة TQ بين درجة حرارة بداية تحول المارتنسيت (Ms) ودرجة حرارة نهاية تحويل مارتينسيت (Mf) بعد austenitizing ، ثم زيادتها إلى MS عند درجة الحرارة هذه عند درجة حرارة معينة أعلى من Tp ، يتم توزيع الكربون من مارتينسيت مفرط التشبع إلى الأوستينيت غير المتحلل ، والأوستينيت المحتجز الغني بالكربون موجود بثبات أثناء التبريد اللاحق إلى درجة حرارة الغرفة.
من خلال التحكم في درجة حرارة التبريد TQ ، ودرجة حرارة التوزيع Tp ووقت التوزيع tp ، يتم الحصول على هيكل متعدد الأطوار يتكون من الأوستينيت النقيلي الغني بـ C ومارتينسيت ، والذي يتمتع بقوة أعلى وليونة أفضل.