TWIP從鐵的晶體結構開始
純鐵通常以兩種主要的晶體結構存在：具有體心立方（bcc）晶格的α-鐵，形成鐵素體和具有面心立方（fcc）晶格的γ-鐵，形成奧氏體-見圖1。
鐵素體立方結構（BCC-晶格）與奧氏體立方結構（FCC-晶格）
圖1.純鐵可以呈現兩種晶體結構
在室溫下，純鐵作為鐵素體存在。在高于911°C的溫度下它會轉變成奧氏體。但是，稱為奧氏體形成劑的特殊合金元素（如鎳，錳，鈷或氮）可使奧氏體在室溫下存在。由于其獨特的微觀結構，奧氏體鋼表現出與鐵素體鋼不同的性能。
還有一種更進一步的晶體結構-馬氏體，對鋼的性能很重要。高溫下存在的奧氏體的fcc結構使碳原子易于嵌入鐵原子之間的空間。相反，bcc鐵素體結構中的碳原子空間要少得多。如果將熱的鋼快速冷卻（淬火），碳原子將被困在鐵素體中。結果是形成馬氏體的扭曲晶體結構。這很重要，因為馬氏體非常堅硬，并且是強化鋼的重要因素。
影響奧氏體鋼硬化機理的主要因素之一是堆垛層錯能（SFE），這是原子級的材料性質。SFE被定義為在晶面上產生作為二維晶格缺陷的堆垛層錯的必要能量。SFE低于20 mJ /m2的材料在變形過程中會形成馬氏體-這就是TRIP效應（相變誘導塑性）。另一方面，SFE在20 mJ /m2和30 mJ /m2之間的鋼具有大量孿生效應特性，稱為TWIP（孿生誘導塑性）。
TWIP硬化是由于在奧氏體顯微組織中形成越來越多的變形孿晶而產生，越來越多的孿晶邊界通過與晶界相同的作用方式來強化鋼材。隨著顯微組織變得越來越細，TWIP效應還使鋼材具有較高的瞬時硬化率。
TWIP鋼的優勢
奧托昆普生產的TWIP奧氏體不銹鋼主要用錳（Mn）和鉻（Cr）合金化。Forta H系列包括Forta H500，H800和H1000牌號-根據它們的屈服強度命名。這些牌號的特性如圖2和3所示。
圖2. Forta H系列的機械性能
嚴格控制的奧氏體形成元素的添加使TWIP鋼具有完全的奧氏體組織。這意味著從初始狀態的奧氏體微觀結構在整個成形和金屬切削過程，變形（例如碰撞沖擊）或焊接過程中保持穩定，而不會轉變成馬氏體。
奧氏體鋼的關鍵特性是它們不具有磁性。TWIP鋼在鉆孔，車削和銑削等成形和加工過程中仍保持完全奧氏體狀態。因此，它們非常適合必須使用非磁性材料以確保最大效率的電動機應用。
Forta H系列與其他汽車材料的比較
圖3. Forta H系列與其他汽車材料的比較
在碰撞時，Forta H系列具有完全的奧氏體微觀結構和TWIP硬化作用，顯示出其全部益處：該材料受到沖擊力而硬化，對沖擊具有高抵抗力，同時吸收了沖擊能。其結構元件（例如B柱）的仿真試驗顯示，與22MnB5等沖壓硬化鋼相比，直接的輕量化潛力為35％，而不會發生脆性破壞。
圖4.在以高于30 km / h的速度進行的碰撞測試中，Forta H1000（右側）可以吸收沖擊能量而不會失效。該測試將Forta H系列與左側的熱成型鋼型材（22MnB5）進行了比較，該型材無法承受沖擊并發生脆性破壞
TWIP未來汽車用鋼
除了直接減輕現有設計重量的可能性外，Forta H系列還為設計新組件提供了更多優勢，例如：顯著減小厚度的可能。此外，這種新材料可以利用創新的幾何學設計和成型工藝來應對重量和尺寸的挑戰，同時還可以增加組件的剛度。
