РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ СТАЛИ. Сообщение 3. СТАЛИ TBF, Q&P, NANOSTEEL
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2026-2-21-30Ключевые слова:
автолист, сталь, плоский прокат, микролегирование, оцинкованный прокатАннотация
В статье представлен аналитический обзор ключевых направлений развития технологии производства автомобильного листового проката третьего поколения (AHSS), сфокусированный на передовых классах сталей: Q&P (закалка и распределение), TBF (бейнитно-ферритных) и Nanosteel (наноструктурированных). Показан эволюционный переход от стратегии интенсивного легирования (характерной для сталей второго поколения, таких как TWIP) к прецизионному управлению микроструктурой через сложные термомеханические режимы обработки. Особое внимание уделено принципам, обеспечивающим выдающийся комплекс прочности и пластичности в сталях Q&P и TBF. К ним относятся формирование многофазной структуры с контролируемой долей стабильного остаточного аустенита, а также использование механизмов деформационного упрочнения (TRIP-, MBIP-эффекты). Эти технологии позволяют достигать прочности 1000–2100 МПа при значительном уровне пластичности (общее удлинение до 20–30 %), что открывает возможности для холодной штамповки сложных деталей с одновременным снижением массы кузова и повышением пассивной безопасности. Рассмотрены современные подходы к классификации сталей третьего поколения AHSS и целевые показатели формуемости. На примере ПАО «Северсталь» проанализирован опыт и трудности освоения массового производства широкой номенклатуры современных автолистовых сталей в России (IF-, DP-, CP-, HSS-марки, включая оцинкованные аналоги). Отмечен потенциал наноструктурированных сталей для кардинального улучшения свойств. Сделан вывод о том, что дальнейший прогресс в данной области требует интеграции фундаментальных металловедческих исследований, точного контроля технологических процессов и глубокого понимания запросов автомобилестроительной индустрии.
Библиографические ссылки
Matlock D. K., Speer J. G. Third generation of AHSS: microstructure design concepts // Microstructure and Tex-ture in Steels. — London: Springer, 2009. P. 185–205.
De Cooman B. C., Estrin Y., Kim S. K. Twinning-induced plasticity (TWIP) steels // Acta Materialia. 2018. V. 142. P. 283–362. DOI: 10.1016/j.actamat.2017.06.046.
Frommeyer G., Brüx U., Neumann P. Supra-ductile and high-strength manganese-TRIP/TWIP steels for high en-ergy absorption purposes // ISIJ International. 2003. V. 43, Iss. 3. P. 438–446. DOI: 10.2355/isijinternational.43.438.
Bouaziz O., Allain S., Scott C. P. etc. High manganese austenitic twinning induced plasticity steels: A review of the microstructure properties relationships // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2011. V. 15, Iss. 4. P. 141–168. DOI: 10.1016/j.cossms.2011.04.002.
De Cooman B. C., Kwon O., Chin K. G. State-of-the-knowledge on TWIP steel // Materials Science and Technol-ogy. 2012. V. 28, Iss. 5. P. 513–527. DOI: 10.1179/1743284711Y.0000000095.
Chung K., Ahn K., Yoo D. H. etc. Formability of TWIP (twinning induced plasticity) automotive sheets // Interna-tional Journal of Plasticity. 2011. V. 27, Iss. 1. P. 52–81. DOI: 10.1016/j.ijplas.2010.03.006.
Yoo J. D., Park K. T. Microband-induced plasticity in a high Mn–Al–C light steel // Materials Science and Engi-neering: A. 2008. V. 496, Iss. 1–2. P. 417–424. DOI: 10.1016/j.msea.2008.05.042.
Allain S., Chateau J. P., Bouaziz O. etc. Correlations between the calculated stacking fault energy and the plastic-ity mechanisms in Fe–Mn–C alloys // Materials Science and Engineering: A. 2004. V. 387–389. P. 158–162. DOI: 10.1016/j.msea.2004.01.059.
Dumay A., Chateau J. P., Allain S. etc. Influence of addition elements on the stacking-fault energy and mechani-cal properties of an austenitic Fe–Mn–C steel // Materials Science and Engineering: A. 2008. V. 483–484. P. 184–187. DOI: 10.1016/j.msea.2006.12.170.
Han H. N., Oh C. S., Kim G., Kwon O. Design method for TRIP-aided multiphase steel based on a microstruc-ture-based modeling for transformation-induced plasticity and mechanically induced martensitic transformation // Materials Science and Engineering A. 2009. V. 499, Iss. 1–2. P. 462–468. DOI: 10.1016/j.msea.2008.09.026.
Zhao J., Jiang Z. Thermomechanical processing of advanced high strength steels // Progress in Materials Sci-ence. 2018. V. 94. P. 174–242. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2018.01.006.
Takahashi M. Sheet steel technology for the last 100 years: Progress in sheet steels in hand with the automotive industry // Tetsu-to-Hagane. 2014. V. 100, Iss. 1. P. 82–93. DOI: 10.2355/tetsutohagane.100.82.
Schmitt J. H., Iung T. New developments of advanced high-strength steels for automotive applications // Comptes Rendus Physique. 2018. V. 19, № 8. P. 641–656. DOI: 10.1016/j.crhy.2018.11.004.
Santos R. O., Moreira L. P., Butuc M. C. etc. Damage analysis of third-generation advanced high-strength steel based on the Gurson–Tvergaard–Needleman (GTN) model // Metals. 2022. V. 12, Iss. 2. 214. DOI: 10.3390/met12020214.
Speer J. G., Edmonds D. V., Rizzo F. C., Matlok D. K. Partitioning of carbon from supersaturated plates of fer-rite, with application to steel processing and fundamentals of the bainite transformation // Current Opinion in Solid State & Materials Science. 2004. V. 8, Iss. 3–4. P. 219–237. DOI: 10.1016/j.cossms.2004.09.003.
Arlazarov A., Gouné M., Bouaziz O. etc. Evolution of microstructure and mechanical properties of medium Mn steels during double annealing // Materials Science and Engineering A. 2012. V. 542. P. 31–39. DOI: 10.1016/j.msea.2012.02.024.
BaoSteel: Automotive Advanced High Strength Steels. Product Manual. BaoSteel Group, Corporate Publica-tions, 2013. URL: http://esales.baosteel.com/portal/download/manual/AHSS-Automotive.pdf.
Bachmaier A., Krizan D., Hausmann K., Pichler A. Development of TBF steels with 980 MPa tensile strength for automotive applications // Proceedings of the International Symposium on New Developments in Advanced High Strength Sheet Steels, Vail, CO, USA. 2013. P. 23–27. DOI: 10.13140/RG.2.2.24907.80169.
Zhang W., Xu J. Advanced lightweight materials for automobiles: A review // Materials & Design. 2022. V. 221. 110994. DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110994.
Tisza M. Development of lightweight steels for automotive applications // Engineering Steels and High Entropy-Alloys. 2020. P. 101–122. DOI: 10.5772/intechopen.91024.
Tomita K., Funakawa Y., Shiozaki T. etc. Hot rolled high strength steel sheet strengthened by nano size precipi-tates – development of 780 MPa grade nano hiten // Materia Japan. 2003. V. 42, № 1. P. 70–72.
Зайцев А. И., Родионова И. Г., Ящук С. В. и др. Развитие научных и технологических основ производства автолистовых сталей // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2013. № 3. С. 89–109.
Зайцев А. И. Перспективные направления развития металлургии и материаловедения стали // Черная ме-таллургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75, № 4. С. 417–425.
Бхатташария Д. Перспективы развития высокопрочных IF-сталей // Международный семинар «Совре-менные достижения в металлургии и технологии производства сталей для автомобильной промышленности», 17–18 февраля 2004. — М.: Металлургиздат, 2004. С. 71–82.
Титов В. Стальной прокат для автомобильной промышленности за рубежом // Национальная металлур-гия. 2004. № 5. С. 84–89.
Изотов А. В. Технология производства особонизкоуглеродистой стали в кислородно-конверторном цехе с агрегатами большой вместимости: дис. ... канд. техн. наук. — Магнитогорск, 2004. — 149 c.
Франценюк И. В., Франценюк Л. И. Современные технологии производства металлопроката на Новоли-пецком металлургическом комбинате. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. — 208 с.
Беняковский М. А., Масленников В. А. Автомобильная сталь и тонкий лист. — Череповец: Издательский дом «Череповец», 2007. — 625 с.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
