TWIP从铁的晶体结构开始
纯铁通常以两种主要的晶体结构存在：具有体心立方（bcc）晶格的α-铁，形成铁素体和具有面心立方（fcc）晶格的γ-铁，形成奥氏体-见图1。
铁素体立方结构（BCC-晶格）与奥氏体立方结构（FCC-晶格）
图1.纯铁可以呈现两种晶体结构
在室温下，纯铁作为铁素体存在。在高于911°C的温度下它会转变成奥氏体。但是，称为奥氏体形成剂的特殊合金元素（如镍，锰，钴或氮）可使奥氏体在室温下存在。由于其独特的微观结构，奥氏体钢表现出与铁素体钢不同的性能。
还有一种更进一步的晶体结构-马氏体，对钢的性能很重要。高温下存在的奥氏体的fcc结构使碳原子易于嵌入铁原子之间的空间。相反，bcc铁素体结构中的碳原子空间要少得多。如果将热的钢快速冷却（淬火），碳原子将被困在铁素体中。结果是形成马氏体的扭曲晶体结构。这很重要，因为马氏体非常坚硬，并且是强化钢的重要因素。
影响奥氏体钢硬化机理的主要因素之一是堆垛层错能（SFE），这是原子级的材料性质。SFE被定义为在晶面上产生作为二维晶格缺陷的堆垛层错的必要能量。SFE低于20 mJ /m²的材料在变形过程中会形成马氏体-这就是TRIP效应（相变诱导塑性）。另一方面，SFE在20 mJ /m²和30 mJ /m²之间的钢具有大量孪生效应特性，称为TWIP（孪生诱导塑性）。
TWIP硬化是由于在奥氏体显微组织中形成越来越多的变形孪晶而产生，越来越多的孪晶边界通过与晶界相同的作用方式来强化钢材。随着显微组织变得越来越细，TWIP效应还使钢材具有较高的瞬时硬化率。
TWIP钢的优势
奥托昆普生产的TWIP奥氏体不锈钢主要用锰（Mn）和铬（Cr）合金化。Forta H系列包括Forta H500，H800和H1000牌号-根据它们的屈服强度命名。这些牌号的特性如图2和3所示。
图2. Forta H系列的机械性能
严格控制的奥氏体形成元素的添加使TWIP钢具有完全的奥氏体组织。这意味着从初始状态的奥氏体微观结构在整个成形和金属切削过程，变形（例如碰撞冲击）或焊接过程中保持稳定，而不会转变成马氏体。
奥氏体钢的关键特性是它们不具有磁性。TWIP钢在钻孔，车削和铣削等成形和加工过程中仍保持完全奥氏体状态。因此，它们非常适合必须使用非磁性材料以确保最大效率的电动机应用。
Forta H系列与其他汽车材料的比较
图3. Forta H系列与其他汽车材料的比较
在碰撞时，Forta H系列具有完全的奥氏体微观结构和TWIP硬化作用，显示出其全部益处：该材料受到冲击力而硬化，对冲击具有高抵抗力，同时吸收了冲击能。其结构元件（例如B柱）的仿真试验显示，与22MnB5等冲压硬化钢相比，直接的轻量化潜力为35％，而不会发生脆性破坏。
图4.在以高于30 km / h的速度进行的碰撞测试中，Forta H1000（右侧）可以吸收冲击能量而不会失效。该测试将Forta H系列与左侧的热成型钢型材（22MnB5）进行了比较，该型材无法承受冲击并发生脆性破坏
TWIP未来汽车用钢
除了直接减轻现有设计重量的可能性外，Forta H系列还为设计新组件提供了更多优势，例如：显著减小厚度的可能。此外，这种新材料可以利用创新的几何学设计和成型工艺来应对重量和尺寸的挑战，同时还可以增加组件的刚度。
