Dual-phase steel (DPS) is a high-strength steel that has a ferrite and martensitic microstructure. DPS starts as a low or medium carbon steel and is quenched from a temperature above A1 but below A3 on a continuous cooling transformation diagram. This results in a microstructure consisting of a soft ferrite matrix containing islands of martensite as the secondary phase (martensite increases the tensile strength). Therefore, the overall behavior of DPS is governed by the volume fraction, morpology (size, aspect ratio, interconnectivity, etc.), the grain size and the carbon content. For achieving these microstructures, DPS typically contain 0.06–0.15 wt.% C and 1.5-3% Mn (the former strengthens the martensite, and the latter causes solid solution strengthening in ferrite, while both stabiliz

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  • Als DP-Stahl (Dualphasenstahl) werden alle Stähle bezeichnet, deren Gefüge aus einer ferritischen (weichen) Matrix besteht, in die eine überwiegend martensitische (festigkeitssteigernde) Zweitphase inselförmig an den Korngrenzen eingelagert ist. Der Anteil an Martensit liegt gewöhnlich bei maximal 20 %. Mit einem höheren Martensitanteil kann eine größere Zugfestigkeit erreicht werden, jedoch geht die Bruchdehnung zurück. Durch diese ambivalente Gefügekombination weist der Dualphasenstahl eine relativ niedrige und somit für den Umformprozess günstige Streckgrenze mit einer hohen Zugfestigkeit auf. Die niedrige Streckgrenze, was mit einer frühen Plastifizierung des Werkstoffes gleichgesetzt werden kann, ist vor allem bei komplexeren Bauteilen von großem Vorteil. Typische Anwendungsbeispiele für diese Stähle sind flache streckgezogene Profile in Autotüren, festigkeitsrelevante Trägerstrukturen und energieabsorbierende Bauteile, sowie Stahlfelgen. Für die Realisierung dieser neuen Leichtbaustähle war vor allem ein Zulegieren von Mangan (0,8-2 %), Silizium (0,1-0,5 %) und Aluminium (bis 0,2 %) sowie eine neuartige Wärmebehandlung notwendig. Zum einen sind die genannten Elemente leichter als Eisen, zum anderen zwingen sie das Kristallgitter in bestimmte Strukturen, welche mit zur hohen Duktilität beitragen. Die Wärmebehandlung im Zweiphasengebiet von Ferrit und Austenit (siehe Abbildung) bewirkt das typische zweiphasige Gefüge aus Ferrit und Martensit. Martensit entsteht durch die schnelle Abkühlung aus Austenit, während Ferrit in seiner Struktur annähernd unverändert bleibt. Die Idee zur Herstellung der Dualphasenstähle reicht in die 1970er Jahre zurück. In dieser Zeit wurde durch das Erwärmen des ferritisch-perlitischen Stahls im Zweiphasen-Gebiet (siehe Abbildung, α+γ-Gebiet) mit anschließend schneller Abkühlung (Haspeltemperatur RT - 350 °C) eine neuartige Stahlsorte mit bis dahin stahluntypischen Eigenschaften entdeckt. Durch das rasche Abkühlen dieser Stähle wird die Gefügeumwandlung von Austenit in Martensit ermöglicht. Die industrielle Herstellung von DP-Stählen begann in den 1990er Jahren. Heute weiß man, dass Dualphasenstähle sowohl durch eine konventionelle Abkühlung aus dem reinen γ-Gebiet (in der Abbildung mit einem blauen Punkt markiert) als auch durch die Abkühlung aus dem α+γ-Gebiet (in der Abbildung mit einem roten Stern markiert) hergestellt werden können. Die erhöhten Anteile an Mangan, Silizium und teilweise auch Chrom führen dazu, dass die Umwandlung von Austenit in Perlit verzögert wird und somit eine anteilige Umwandlung in Martensit bzw. angelassenen Martensit auch bei geringeren Abkühlgeschwindigkeiten erreicht wird. Die Dualphasenstähle sind in der Europäischen Norm EN 10346 (früher EN 10336) genormt. Sie sind nicht mit Duplexstählen zu verwechseln, die zu gleichen Teilen aus Ferrit und Austenit bestehen. (de)
  • Двухфазная сталь (DualPhase Steel) — ферритная сталь с включениями мартенсита от 5 до 20%, которая отличается высокой прочностью на разрыв из-за относительно твердой мартенситной фазы и низким пределом текучести из-за относительно мягкой ферритной фазы. По сравнению с HSLA (High Strength, Low Alloy) сталями двухфазные стали показывают относительно равный предел текучести, более высокий коэффициент упрочнения и высокое относительное удлинение при разрыве. (ru)
  • Dual-phase steel (DPS) is a high-strength steel that has a ferrite and martensitic microstructure. DPS starts as a low or medium carbon steel and is quenched from a temperature above A1 but below A3 on a continuous cooling transformation diagram. This results in a microstructure consisting of a soft ferrite matrix containing islands of martensite as the secondary phase (martensite increases the tensile strength). Therefore, the overall behavior of DPS is governed by the volume fraction, morpology (size, aspect ratio, interconnectivity, etc.), the grain size and the carbon content. For achieving these microstructures, DPS typically contain 0.06–0.15 wt.% C and 1.5-3% Mn (the former strengthens the martensite, and the latter causes solid solution strengthening in ferrite, while both stabilize the austenite), Cr & Mo (to retard pearlite or bainite formation), Si (to promote ferrite transformation), V and Nb (for precipitation strengthening and microstructure refinement).The desire to produce high strength steels with formability greater than microalloyed steel led the development of DPS in the 1970s. DPS have high ultimate tensile strength (UTS, enabled by the martensite) combined with low initial yielding stress (provided by the ferrite phase), high early-stage strain hardening and macroscopically homogeneous plastic flow (enabled through the absence of Lüders effects). These features render DPS ideal materials for automotive-related sheet forming operations. The steel melt is produced in an oxygen top blowing process in the converter, and undergoes an alloy treatment in the secondary metallurgy phase. The product is aluminum-killed steel, with high tensile strength achieved by the composition with manganese, chromium and silicon. Their advantages are as follows: * Low yield strength * Low yield to tensile strength ratio (yield strength / tensile strength = 0.5) * High initial strain hardening rates * Good uniform elongation * A high strain rate sensitivity (the faster it is crushed the more energy it absorbs) * Good fatigue resistance Due to these properties DPS is often used for automotive body panels, wheels, and bumpers. (en)
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  • Двухфазная сталь (DualPhase Steel) — ферритная сталь с включениями мартенсита от 5 до 20%, которая отличается высокой прочностью на разрыв из-за относительно твердой мартенситной фазы и низким пределом текучести из-за относительно мягкой ферритной фазы. По сравнению с HSLA (High Strength, Low Alloy) сталями двухфазные стали показывают относительно равный предел текучести, более высокий коэффициент упрочнения и высокое относительное удлинение при разрыве. (ru)
  • Als DP-Stahl (Dualphasenstahl) werden alle Stähle bezeichnet, deren Gefüge aus einer ferritischen (weichen) Matrix besteht, in die eine überwiegend martensitische (festigkeitssteigernde) Zweitphase inselförmig an den Korngrenzen eingelagert ist. Der Anteil an Martensit liegt gewöhnlich bei maximal 20 %. Mit einem höheren Martensitanteil kann eine größere Zugfestigkeit erreicht werden, jedoch geht die Bruchdehnung zurück. Durch diese ambivalente Gefügekombination weist der Dualphasenstahl eine relativ niedrige und somit für den Umformprozess günstige Streckgrenze mit einer hohen Zugfestigkeit auf. Die niedrige Streckgrenze, was mit einer frühen Plastifizierung des Werkstoffes gleichgesetzt werden kann, ist vor allem bei komplexeren Bauteilen von großem Vorteil. Typische Anwendungsbeispiele (de)
  • Dual-phase steel (DPS) is a high-strength steel that has a ferrite and martensitic microstructure. DPS starts as a low or medium carbon steel and is quenched from a temperature above A1 but below A3 on a continuous cooling transformation diagram. This results in a microstructure consisting of a soft ferrite matrix containing islands of martensite as the secondary phase (martensite increases the tensile strength). Therefore, the overall behavior of DPS is governed by the volume fraction, morpology (size, aspect ratio, interconnectivity, etc.), the grain size and the carbon content. For achieving these microstructures, DPS typically contain 0.06–0.15 wt.% C and 1.5-3% Mn (the former strengthens the martensite, and the latter causes solid solution strengthening in ferrite, while both stabiliz (en)
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  • Dualphasenstahl (de)
  • Dual-phase steel (en)
  • Двухфазная сталь (ru)
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