[go: up one dir, main page]

DE102005052069B4 - Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen Download PDF

Info

Publication number
DE102005052069B4
DE102005052069B4 DE102005052069.3A DE102005052069A DE102005052069B4 DE 102005052069 B4 DE102005052069 B4 DE 102005052069B4 DE 102005052069 A DE102005052069 A DE 102005052069A DE 102005052069 B4 DE102005052069 B4 DE 102005052069B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steel
titanium
carbon
manganese
vanadium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102005052069.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005052069A1 (de
Inventor
Robert Frauendorfer
Dr. Kinsinger Volker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saarstahl AG
Original Assignee
Saarstahl AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37714952&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102005052069(B4) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Saarstahl AG filed Critical Saarstahl AG
Priority to DE102005052069.3A priority Critical patent/DE102005052069B4/de
Priority to PL06022284T priority patent/PL1780293T3/pl
Priority to ES06022284.1T priority patent/ES2439900T3/es
Priority to EP06022284.1A priority patent/EP1780293B2/de
Publication of DE102005052069A1 publication Critical patent/DE102005052069A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005052069B4 publication Critical patent/DE102005052069B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen von Vormaterial durch Warmverformen, bei dem ein Stahl mit folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent0,08 bis 0,25% Kohlenstoff bis 1% Silizium 0,5 bis 2,5% Mangan bis 0,035% Phosphor bis 0,055% Schwefel 0,1 bis 1,5% Chrom 0,1 bis 0,5% Molybdän > 0,7 bis 1,5% Nickel bis 0,06% Aluminium 0,0010 bis 0,0060% Bor bis 0,040% Titan bis 0,04% Vanadium bis 0,04% Niob bis 0,5% Kupfer bis 0,010% Stickstoff Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen von der Verformungstemperatur durch Abkühlung auf ein martensitisch-bainitisches Gefüge eingestellt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl, beispielsweise zum Herstellen von Walzdraht und Stabstahl mit hoher Festigkeit und Zähigkeit durch Warmumformen.
  • Der Stand der Technik kennt eine Reihe von Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus Stahl mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit. Ausgehend von Walzdraht oder Stabstahl sind kaltformgebende und warmformgebende Verfahren bekannt.
  • Bei der Kaltformgebung werden die mechanischen Eigenschaften über eine Kaltverfestigung beim Umformen eingestellt. Um hohe Festigkeiten zu erzielen, sind hohe Umformgrade erforderlich. Dies geht stark zu Lasten der Zähigkeit, so daß die Kaltformgebung dort an Grenzen stößt, wo die Zähigkeit des Bauteils als Folge der Kaltverfestigung nicht mehr ausreichend ist und sich demgemäß ein ungünstiges Festigkeits-Zähigkeitsverhältnis ergibt.
  • Um hohe Festigkeiten und hohe Zähigkeiten zu erzielen, schließt sich der Kaltformgebung daher häufig eine Vergütung, d. h. ein Erwärmen, Abschrecken und Anlassen an. Zum Einsatz kommen hier sogenannte Vergütungsstähle gemäß DIN EN 10083, bei denen sich über die Wärmebehandlung je nach Bauteildicke Festigkeiten über 1000 MPa bei Brucheinschnürungen über 45% einstellen lassen. Das Verhältnis von Streckgrenze zu Festigkeit kann dabei mindestens 0,8 betragen. Nachteilig an dieser Verfahrensweise sind die hohen Kosten für die Wärmebehandlung sowie die Belastung der Umwelt durch den Verbrauch von Energie und Hilfsstoffen.
  • Alternativ zu den Vergütungsstählen sind Dualphasenstähle auf der Basis Mangan/Silizium zur Erzeugung kaltverformter Bauteile hoher Festigkeit aus Walzmaterial Stand der Technik. Diese Stähle sind allerdings für einen Einsatz bei geforderten Festigkeiten größer 1000 MPa und hohem Streckgrenzenverhältnis über 0,8 nicht geeignet; sie erfordern zudem zum Einstellen einer bestimmten Ausgangsfestigkeit und Zähigkeit im Vormaterial ein thermomechanisches Warmwalzen und eine auf diese Ausgangsfestigkeit abgestellte Kaltverformung bzw. Kaltverfestigung, um so ein Gefüge aus einer Ferritmatrix mit eingelagerten Martensit- und Perlitinseln einzustellen.
  • Hochfeste Bauteile aus Stahl lassen sich, ausgehend von warmgewalztem Vormaterial, beispielsweise Walzdraht oder Stabstahl, außer durch Kaltumformen und gegebenenfalls Vergüten, auch durch Warmformgebung herstellen.
  • Auch warmformgebend hergestellte Teile bedürfen nach dem Umformen einer Wärmebehandlung zum Einstellen der mechanischen Eigenschaften. Dies ist das klassische Einsatzgebiet von Vergütungsstählen. Da sie jedoch eine zusätzliche Wärmebehandlung erfordern, ergeben sich die bereits angesprochenen hohen Kosten und die Umweltbelastung. Um diese Wärmebehandlung zu vermeiden, ist das Härten aus der Schmiedehitze bekannt. Es erspart das Erwärmen auf Austenitisierungstemperatur und Abschrecken. Niedrig legierte Stähle erfordern aber ein abschließendes Anlassen, um die geforderten Fertigkeits-Eigenschaften, insbesondere die notwendige Zähigkeit zu gewährleisten.
  • Eine andere Werkstoffvariante, die mit einem Härten aus der Schmiedehitze einhergeht, sind die sogenannten direkthärtenden weichmartensitischen Stähle mit Kohlenstoffgehalten bis 0,1% und angepaßten Gehalten an Chrom, Bor und Mangan, die ohne ein Anlassen auskommen. Diese Stähle enthalten 0,05% Kohlenstoff oder auch in Abwesenheit von Chrom 0,10% Kohlenstoff. Nachteilig an diesen Stählen ist, daß zum Einstellen des martensitischen Gefüges eine hohe Abkühlungsgeschwindigkeit erforderlich ist. Dies erfordert zusätzliche Einrichtungen am Umformaggregat zum Öl- oder Wasserabschrecken, die einen Teil der Kostenersparnis aufzehren. Weiterhin führt die hohe Abkühlungsgeschwindigkeit dazu, daß komplexe Teile oder solche mit großen Wanddicken-Unterschieden zum Verzug neigen und das Gefüge sowie die mechanischen Eigenschaften über den Querschnitt inhomogen sein können.
  • Eine ähnliche Entwicklung ging in der Vergangenheit dahin, auch Bauteile mit bainitischem Gefüge direkt aus der Schmiedehitze herzustellen. Das bainitische Gefüge soll die Gefahr von Verzug und Härteunterschieden wie beim Einstellen eines weichmartensitischen Gefüges vermeiden, da für ein bainitisches Gefüge geringere Abkühlungsgeschwindigkeiten ausreichen. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift 36 28 264 A1 ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen mit hoher Festigkeit und Zähigkeit, beispielsweise von LKW-Achsschenkeln unter Verwendung eines niedrig gekohlten Stahls mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,3%, bei dem die Bauteile, beispielsweise Schmiedeteile von der Verformungstemperatur auf ein bainitisches Gefüge abgekühlt werden. Der Nachteil dabei ist jedoch, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom im allgemeinen lokal unterschiedlichen Querschnitt des Bauteils gezielt gesteuert werden muß. Dafür sind aufwendige, dem jeweiligen Bauteil angepaßte Kühlvorrichtungen erforderlich. Problematisch ist zudem, daß diese Stähle zwar hohe Festigkeiten erreichen, aber nur eine niedrige Streckgrenze. Für Anwendungsfälle, die ein hohes Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit erfordern, sind diese Stähle daher nicht geeignet.
  • Um die Vergütungsstähle und die damit verbundene Wärmebehandlung zu ersetzen, wurden die sogenannten AFP-Stähle, d. h. ausscheidungshärtenden ferritisch-perlitischen Stähle entwickelt (beispielsweise nach DIN EN 10267). Diese erhalten ihre mechanischen Eigenschaften durch ein geregeltes Abkühlen aus der Warmformtemperatur und die Ausscheidung von Karbonitriden der Elemente Titan, Vanadium und Niob. Diese Stähle neigen weniger zu Verzug als die Schmiedemartensite oder -bainite. Im Vergleich zu den Vergütungsstählen besitzen sie aber eine niedrigere Streckgrenze und geringere Zähigkeit. Bei Festigkeiten von 800 bis 1000 MPa werden lediglich Streckgrenzen von maximal 600 MPa erreicht. Für die Anwendung im Bereich hoher Belastungen, die Festigkeiten um 1000 MPa bei Streckgrenzen über 750 MPa erfordern, sind die konventionellen AFP-Stähle daher ungeeignet.
  • Eine Weiterentwicklung der AFP-Stähle geht in Richtung Vergütungsstähle mit höherer Festigkeit und höherer Streckgrenze bei guter Zähigkeit. Aktuell sind heute verbesserte Legierungskonzepte im Hinblick auf eine optimale Ausscheidung von Karbonitriden nach Größe und Zusammensetzung.
  • So beschreibt die europäische Offenlegungsschrift 1 408 131 A1 einen niedrig gekohlten ausscheidungsgehärtenden ferritisch-perlitischen Stahl mit 0,12 bis 0,45% Kohlenstoff, 0,10 bis 1,00% Silizium 0,50 bis 1,95% Mangan, 0,005 bis 0,060% Schwefel, 0,004 bis 0,050% Aluminium, 0,004 bis 0,050% Titan, bis 0,60% Chrom, bis 0,60% Niob, 0,10 bis 0,40% Vanadium und 0,015 bis 0,040% Stickstoff, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen. Dieser Stahl braucht zur Entwicklung seiner mechanischen Eigenschaften lediglich von seiner Umformtemperatur von 950 bis 1250°C mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von mindestens 0,2°C/s, beispielsweise an ruhender Luft abgekühlt zu werden. Um die Ausscheidung der Karbonitride optimal zu steuern, sind jedoch die Analysenvorgaben sowie definierte Parameter beim Aufheizen auf die Umformtemperatur und bei der Abkühlung genau einzuhalten.
  • Aus der deutschen Patentschrift 199 11 287 C1 ist des weiteren auch ein Verfahren zum Herstellen von Warmband mit hohem Umformvermögen und erhöhter Festigkeit bekannt, das aus einem Stahl mit 0,001 bis 1,05% Kohlenstoff, 0,005 bis 0,4% Silizium, 0,05 bis 3,5% Mangan und 0,005 bis 2,5% Aluminium, Rest Eisen besteht, der auch bis 1,5% Chrom und bis 0,8% Kupfer, Nickel und Molybdän enthalten kann.
  • Die Erfindung ist auf ein Verfahren gerichtet, mit dem sich ohne eine Wärmebehandlung eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Zähigkeit sowie ein hohes Verhältnis von Streckgrenze zu Festigkeit erreichen läßt.
  • Erfindungsgemäß läßt sich das bei einem Stahl mit 0,08 bis 0,25% Kohlenstoff, bis 1% Silizium, 0,5 bis 2,5% Mangan, bis 0,035% Phosphor, bis 0,055% Schwefel, 0,1 bis 1,5% Chrom, 0,1 bis 0,5% Molybdän, über 0,7 bis 1,5% Nickel, bis 0,06% Aluminium, 0,0010 bis 0,006% Bor, jeweils bis 0,04% Vanadium, Niob und Titan, bis 0,5% Kupfer und bis 0,010% Stickstoff, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen durch Einstellen eines martensitisch-bainitischen Gefüges durch bloßes Warmverformen und gegebenenfalls gesteuerte Abkühlung erreichen.
  • Der Stahl eignet sich als Werkstoff zum Herstellen von hochfestem Draht, Kfz-Fahrgestellteilen und -fahrwerken, Radträgern, Querlenkern, Lenk- und Radzapfen, Kurbelwellen, Pleuelstangen, Lagern, Stabilisatoren, Verbindungselementen und Schmiedeteilen. Für diesen Verwendungszweck kann er auch mindestens 0,2% Nickel enthalten.
  • Dabei sollten die Gehalte an Titan, Vanadium und Niob der Bedingung (% Ti) + (% V) + (% Nb) = 0,001 bis 0,2% genügen. Die genannten Elemente, vorzugsweise Titan, werden zum Abbinden von Stickstoff benötigt. Dies ist erforderlich, damit das Bor härtbarkeitssteigernd wirksam ist.
  • Durch die Legierungszusammensetzung und die Abkühlungsgeschwindigkeit werden die mechanischen Eigenschaften eingestellt. Beim Abkühlen von der Verformungstemperatur von etwa 1000 bis 1300°C stellt sich ein bainitisch-martensitisches Mischgefüge, dessen Anteil an Ferrit und Perlit insgesamt 10% nicht übersteigen sollte. Ein Abkühlen aus der Umformhitze mit Gas, Wasser oder Öl ist möglich, aber nicht erforderlich; um das bainitisch-martensitische Gefüge einzustellen, genügt ein Abkühlen an bzw. mit Luft. Einer Abkühlung mit bewegter Luft ist dabei der Vorzug zu geben, da dies die bevorzugte Mindestabkühlgeschwindigkeit von 0,3°C/s gewährleistet. Die Verwendung von ruhender oder bewegter Luft ist anderen Kühlmitteln vorzuziehen, da die Umwelt dann nicht durch Dämpfe belastet wird, keine zusätzlichen Hilfsstoffe wie Öl oder Gas und keine Entsorgungsaggregate wie Filter, Tanks und Auffangbecken erforderlich sind. Die Abkühlungsgeschwindigkeit sollte im Temperaturbereich zwischen etwa 1000 und 610°C mindestens 0,3°C/s betragen. Der Stahl besitzt dann nach dem Abkühlen von der Endtemperatur des Warmverformens auf Raumtemperatur nicht nur eine hohe Zähigkeit, sondern auch eine hohe Festigkeit. Das Verhältnis von Streckgrenze zu Festigkeit ist ebenfalls hoch.
  • Das erfindungsgemäß aus der Verformungshitze abgekühlte Vormaterial ist ohne weiteres für eine Kaltformgebung geeignet. Durch Kaltverfestigung lassen sich Zugfestigkeiten über 1200 MPa bei Streckgrenzen über 1050 MPa erreichen. Das Verhältnis von Streckgrenze zu Festigkeit liegt über 0,85. Die hohe Zähigkeit zeigt sich in Brucheinschnürungswerten von über 40% und Bruchdehnungen über 12%. Die mechanischen Eigenschaften sind also besser als die aus üblichen Stählen oder Dualphasenstählen. So ergeben sich nahezu die Eigenschaften der Vergütungsstähle, ohne die Notwendigkeit einer kostenintensiven Wärmebehandlung.
  • Das erfindungsgemäß aus der Verformungshitze abgekühlte Vormaterial ist auch wiederum als Vormaterial für eine Warmformgebung geeignet. Bei einem solchen – zweiten – Warmverformen ergeben sich wiederum die originären mechanischen Eigenschaften ohne die Notwendigkeit eines Abschreckens in Wasser oder Öl, wenn die erfindungsgemäßen Abkühlungsbedingungen eingehalten werden. Im Vergleich zu den Schmiedemartensiten ist die Neigung zum Verzug wegen der milderen Abschreckungsbedingungen geringer. Im Vergleich zu den bainitischen Stählen und den üblichen AFP-Stählen ergeben sich höhere Festigkeiten und insbesondere wesentlich höhere Streckgrenzen. Da dem erfindungsgemäßen Vormaterial eine Ausscheidungshärtung durch Karbonitride nicht festigkeitsbestimmend ist, ergibt sich ein größeres Fenster bei der Einstellung der Analyse und insbesondere bei den Bedingungen der Warmformgebung im Vergleich zu neueren AFP-Stählen.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders ein Stahl, der mindestens 0,10% Kohlenstoff, 0,3% Silizium, 1% Mangan, 0,2% Chrom, 0,2% Molybdän, 0,0015% Bor, 0,014% Titan einzeln oder nebeneinander enthält.
  • Des weiteren kann der Stahl – einzeln oder nebeneinander – auch jeweils höchstens 0,24% Kohlenstoff, 2% Mangan, 0,020% Phosphor, 0,045% Schwefel, 1,4% Chrom, 1,4% Nickel, 0,4% Molybdän, 0,05% Aluminium, 0,038% Titan, 0,02% Vanadium, 0,02% Niob, 0,3% Kupfer, 0,005% Bor und 0,010% Stickstoff enthalten.
  • Im Rahmen eines nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiels wurde ein nach dem LD-Verfahren gefrischter Stahl zu Draht mit einem Durchmesser von 15 mm warmgewalzt, aus der Walzhitze an beschleunigter Luft abgekühlt und anschließend auf einen Enddurchmesser von 14 mm kaltgezogen.
  • Der Stahl bestand aus
    0,205% Kohlenstoff
    0,56% Silizium
    1,62% Mangan
    0,011% Phosphor
    0,01% Schwefel
    0,54% Chrom
    0,32% Molybdän
    0,22% Nickel
    0,03% Aluminium
    0,0038% Bor
    0,036% Titan
    0,002% Vanadium
    0,002% Niob
    0,0044% Stickstoff,
    Rest Eisen
    einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen.
  • Das Gefüge und die mechanischen Eigenschaften des Drahts nach dem Abkühlen aus der Walzhitze mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 2°C/s unter Verwendung von beschleunigter Luft sowie nach. dem Kaltziehen ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.
    Eigenschaften Walzhart Gezogen
    Zugfestigkeit Rm [MPa] 1180 1230
    Streckgrenze Rp0,2 [MPa] 805 1070
    Brucheinschnürung Z [%] 53,6 42
    Bruchdehnung A5 [%] 14 14
    Streckgrenzenverhältnis 0,72 0,86
    Gefügeanteile [%] Rand Kern
    Martensit 35 bis 50 30 bis 55
    Bainit Rest Rest
  • Die vorstehenden Daten zeigen, daß das Verfahren ein Material ergibt, das sich sowohl im warmverformten als auch im kaltverformten Zustand durch eine hohe Festigkeit und Zähigkeit sowie ein hohes Streckgrenzenverhältnis auszeichnet und sich wegen des Wegfalls einer Wärmebehandlung kostengünstig und umweltfreundlich herstellen läßt.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Herstellen von Vormaterial durch Warmverformen, bei dem ein Stahl mit folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent 0,08 bis 0,25% Kohlenstoff bis 1% Silizium 0,5 bis 2,5% Mangan bis 0,035% Phosphor bis 0,055% Schwefel 0,1 bis 1,5% Chrom 0,1 bis 0,5% Molybdän > 0,7 bis 1,5% Nickel bis 0,06% Aluminium 0,0010 bis 0,0060% Bor bis 0,040% Titan bis 0,04% Vanadium bis 0,04% Niob bis 0,5% Kupfer bis 0,010% Stickstoff
    Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen von der Verformungstemperatur durch Abkühlung auf ein martensitisch-bainitisches Gefüge eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl jeweils höchstens 0,24% Kohlenstoff, 2% Mangan, 0,020% Phosphor, 0,045% Schwefel, 1,4% Chrom, 1,4% Nickel, 0,4% Molybdän, 0,05% Aluminium, 0,038% Titan, 0,02% Vanadium, 0,02% Niob, 0,3% Kupfer, 0,005% Bor und 0,010% Stickstoff einzeln oder nebeneinander enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl mindestens 0,10% Kohlenstoff, 0,3% Silizium, 1,0% Mangan, 0,2% Chrom, 0,2% Molybdän, 0,0015% Bor, 0,014% Titan einzeln oder nebeneinander enthält.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehalte des Stahls an Titan, Vanadium und Niob der Bedingung (% Ti) + (% V) + (% Nb) = 0,001 bis 0,2% genügen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der. Stahl beim Abkühlen auf ein martensitisch-bainitisches Gefüge mit höchstens 10% Ferrit und Perlit eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl im Bereich zwischen der Umformtemperatur und 610°C mit mindestens 0,3°C/s abgekühlt wird.
  7. Verwendung eines warmverformten Vormaterials aus einem Stahl mit in Gewichtsprozent 0,08 bis 0,25% Kohlenstoff bis 1% Silizium 0,5 bis 2,5% Mangan bis 0,035% Phosphor bis 0,055% Schwefel 0,1 bis 1,5% Chrom 0,1 bis 0,5% Molybdän > 0,7 bis 1,5% Nickel bis 0,06% Aluminium 0,0010 bis 0,0060% Bor bis 0,040% Titan bis 0,04% Vanadium bis 0,04% Niob bis 0,5% Kupfer bis 0,010% Stickstoff
    Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen, der von der Verformungstemperatur durch Abkühlung auf ein martensitisch-bainitisches Gefüge eingestellt und kaltverformt ist zum Herstellen von hochfestem Draht, Stabstahl, Kfz-Fahrgestellteilen und -fahrwerken, Radträgern, Querlenkern, Lenk- und Radzapfen, von Kurbelwellen, Pleuelstangen, Lagern, Stabilisatoren, Verbindungselementen und Schmiedeteilen.
  8. Verwendung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Stahl mit jeweils höchstens 0,24% Kohlenstoff, 2% Mangan, 0,020% Phosphor, 0,045% Schwefel, 1,4% Chrom, 1,4% Nickel, 0,4% Molybdän, 0,05% Aluminium, 0,038% Titan, 0,02% Vanadium, 0,02% Niob, 0,3% Kupfer, 0,005% Bor und 0,010% Stickstoff einzeln oder nebeneinander.
  9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen Stahl mit mindestens 0,10% Kohlenstoff, 0,3% Silizium, 1,0% Mangan, 0,2% Chrom, 0,2% Molybdän, 0,0015% Bor, 0,014% Titan einzeln oder nebeneinander.
  10. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Stahl, dessen Gehalte an Titan, Vanadium und Niob der Bedingung (% Ti) + (% V) + (% Nb) = 0,001 bis 0,2% genügen.
  11. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl beim Abkühlen auf ein martensitisch-bainitisches Gefüge mit höchstens 10% Ferrit und Perlit eingestellt ist.
  12. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl im Bereich zwischen der Umformtemperatur und 610°C mit mindestens 0,3°C/s abgekühlt ist.
  13. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das warmverformte Vormaterial kaltverformt wird.
DE102005052069.3A 2005-10-28 2005-10-28 Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen Expired - Fee Related DE102005052069B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005052069.3A DE102005052069B4 (de) 2005-10-28 2005-10-28 Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen
PL06022284T PL1780293T3 (pl) 2005-10-28 2006-10-25 Sposób wytwarzania materiału wyjściowego ze stali za pomocą obróbki plastycznej na gorąco
ES06022284.1T ES2439900T3 (es) 2005-10-28 2006-10-25 Procedimiento para fabricar material de partida de acero a través de deformación en caliente
EP06022284.1A EP1780293B2 (de) 2005-10-28 2006-10-25 Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005052069.3A DE102005052069B4 (de) 2005-10-28 2005-10-28 Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005052069A1 DE102005052069A1 (de) 2007-05-03
DE102005052069B4 true DE102005052069B4 (de) 2015-07-09

Family

ID=37714952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005052069.3A Expired - Fee Related DE102005052069B4 (de) 2005-10-28 2005-10-28 Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1780293B2 (de)
DE (1) DE102005052069B4 (de)
ES (1) ES2439900T3 (de)
PL (1) PL1780293T3 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007057421A1 (de) 2007-08-27 2009-03-05 Georgsmarienhütte Gmbh Stahl zur Herstellung von massiv umgeformten Maschinenbauteilen
DE102008004371A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Bauelement, insbesondere eine Kraftfahrzeugkomponente, aus einem Dualphasen-Stahl
PL2103704T3 (pl) 2008-03-10 2012-12-31 Swiss Steel Ag Walcowany na gorąco długi produkt i sposób jego wytwarzania
EP2199422A1 (de) 2008-12-15 2010-06-23 Swiss Steel AG Kohlenstoffarmer, ausscheidungsgehärteter Stahl für Kaltstauchanwendungen
CN103725954B (zh) * 2013-12-16 2017-01-04 泰州俊宇不锈钢材料有限公司 一种高强度耐腐蚀钢丝及其制造工艺
DK3168312T3 (da) * 2015-11-16 2019-07-01 Deutsche Edelstahlwerke Specialty Steel Gmbh & Co Kg Konstruktionsædelstål med bainitisk struktur, smedeemne fremstillet deraf og fremgangsmåde til fremstilling af et smedeemne
CN112553530B (zh) * 2020-12-04 2022-03-11 安阳钢铁股份有限公司 一种低屈强比700MPa高强度桥梁钢及其制造方法
FR3123659A1 (fr) 2021-06-02 2022-12-09 Ascometal France Holding Sas Pièce en acier mise en forme à chaud et procédé de fabrication
TR2021012362A2 (tr) * 2021-08-04 2023-02-21 Tirsan Kardan Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi Yüksek mukavemetli mikro alaşımlı çelik
CN113699452B (zh) * 2021-08-30 2023-03-10 宝武集团马钢轨交材料科技有限公司 一种有轨电车弹性车轮轮箍用钢及其热处理方法和生产方法
DE102022110466B4 (de) 2022-04-29 2025-12-18 Hirschvogel Holding GmbH Verfahren zur Herstellung eines Massivumformbauteils und Massivumformbauteil hergestellt mit einem solchen Verfahren
EP4296393A1 (de) * 2022-06-23 2023-12-27 Saarstahl Aktiengesellschaft Borlegierter stahl, insbesondere vergütungsstahl

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3628264A1 (de) * 1986-08-20 1988-02-25 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Verfahren zur herstellung von bauteilen aus stahl mit hoher festigkeit bei gleichzeitig hoher zaehigkeit, welche diese eigenschaften auch nach einer warmverformung aufweisen
US5919415A (en) * 1996-12-31 1999-07-06 Ascometal Steel and process for the manufacture of a steel component formed by cold plastic deformation
DE19911287C1 (de) * 1999-03-13 2000-08-31 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zum Erzeugen eines Warmbandes
EP1408131A1 (de) * 2002-09-27 2004-04-14 CARL DAN. PEDDINGHAUS GMBH & CO. KG Stahlzusammensetzung und daraus hergestellte Gesenkschmiedeteile

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812182A (en) 1987-07-31 1989-03-14 Hongsheng Fang Air-cooling low-carbon bainitic steel
FR2741632B1 (fr) † 1995-11-27 1997-12-26 Ascometal Sa Acier pour la fabrication d'une piece forgee ayant une structure bainitique et procede de fabrication d'une piece
JP3425837B2 (ja) 1996-03-28 2003-07-14 株式会社神戸製鋼所 耐孔明き腐食性および圧壊特性に優れた高強度熱延鋼板、および高強度亜鉛系めっき鋼板並びにそれらの製造方法
JP3374644B2 (ja) * 1996-03-28 2003-02-10 株式会社神戸製鋼所 耐孔明き腐食性および加工性に優れた高強度熱延鋼板、および高強度亜鉛系めっき鋼板並びにそれらの製造方法
DE10242731B4 (de) * 2002-09-13 2004-09-16 Federal-Mogul Friedberg Gmbh Gleitringdichtung
CN1194113C (zh) 2003-04-30 2005-03-23 清华大学 锰－硅－硌系空冷粒状贝氏体与铁素体复相钢
CN1210430C (zh) 2003-08-01 2005-07-13 清华大学 中低碳锰系空冷贝氏体钢

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3628264A1 (de) * 1986-08-20 1988-02-25 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Verfahren zur herstellung von bauteilen aus stahl mit hoher festigkeit bei gleichzeitig hoher zaehigkeit, welche diese eigenschaften auch nach einer warmverformung aufweisen
US5919415A (en) * 1996-12-31 1999-07-06 Ascometal Steel and process for the manufacture of a steel component formed by cold plastic deformation
DE19911287C1 (de) * 1999-03-13 2000-08-31 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zum Erzeugen eines Warmbandes
EP1408131A1 (de) * 2002-09-27 2004-04-14 CARL DAN. PEDDINGHAUS GMBH & CO. KG Stahlzusammensetzung und daraus hergestellte Gesenkschmiedeteile

Also Published As

Publication number Publication date
EP1780293A3 (de) 2007-05-30
DE102005052069A1 (de) 2007-05-03
EP1780293A2 (de) 2007-05-02
PL1780293T3 (pl) 2014-03-31
ES2439900T3 (es) 2014-01-27
EP1780293B2 (de) 2017-11-08
EP1780293B1 (de) 2013-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1309734B2 (de) Höherfester, kaltumformbarer stahl und stahlband oder -blech, verfahren zur herstellung von stahlband und verwendungen eines solchen stahls
DE60034943T2 (de) Stahlstab oder-grobdraht zur Verwendung beim Kaltschmieden und Verfahren zu deren Herstellung
EP3168312B1 (de) Edelbaustahl mit bainitischem gefüge, daraus hergestelltes schmiedeteil und verfahren zur herstellung eines schmiedeteils
EP2905348B1 (de) Hochfestes Stahlflachprodukt mit bainitisch-martensitischem Gefüge und Verfahren zur Herstellung eines solchen Stahlflachprodukts
WO2010149561A1 (de) Verfahren zum herstellen eines warmpressgehärteten bauteils, verwendung eines stahlprodukts für die herstellung eines warmpressgehärteten bauteils und warmpressgehärtetes bauteil
EP0576107B1 (de) Verwendung eines Stahles zur Herstellung von Konstruktionsrohren
DE60300561T3 (de) Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes
EP1546426B1 (de) Stahlzusammensetzung und daraus hergestellte gesenkschmiedeteile
EP2297367A1 (de) Verfahren zum herstellen eines stahlformteils mit einem überwiegend ferritisch-bainitischen gefüge
DE69418565T2 (de) Wärmeunbehandelter stahl zum warmschmieden, verfahren zur herstellung eines daraus hergestellten schmiedestückes und schmiedestück
DE112016005223T5 (de) Nicht vergüteter Walzdraht mit ausgezeichneter Kaltverformbarkeit und Herstellungsverfahren davon
DE102005052069B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen
EP2749659A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils sowie Kraftfahrzeugbauteil
DE112020004121T5 (de) Warmgewalzter stahl für räder mit einer zugfestigkeit von über 500 mpa und herstellungsverfahren dafür
DE112019005950T5 (de) Warmgewalzte stahlplatte mit hoher oberflächenbeschaffenheit, niedrigem streckgrenzenverhältnis und hoher festigkeit und verfahren zur herstellung derselben
WO2009090228A1 (de) Bauteile aus hochmanganhaltigem, festem und zähem stahlformguss, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung
EP2111475B1 (de) Bauteile aus ultrahochkohlenstoffhaltigen stählen mit reduzierter dichte und hoher zunderbeständigkeit
DE102008040689B4 (de) Kugelzapfen und -hülsen aus hochmanganhaltigem Stahl
EP0315576B1 (de) Verfahren zur Herstellung von plattierten Stahlblechen
EP2414552B1 (de) Kugelzapfen aus bainitischen stählen für pkw und leichte lkw
DE69816948T2 (de) Ungehärteter stahl für mechanische strukturen
DE112008001181B4 (de) Verwendung einer Stahllegierung für Achsrohre sowie Achsrohr
DE19920324B4 (de) Verwendung eines Stahls mit ausgezeichneter Bruchspaltbarkeit und Dauerfestigkeit in Pleuelstangen
DE102017131247A1 (de) Verfahren zum Erzeugen metallischer Bauteile mit angepassten Bauteileigenschaften
DE102016107143A1 (de) Kraftfahrzeug, Fahrwerkkomponente, insbesondere für eine Fahrwerkkomponente und Verwendung der Fahrwerkkomponente und eines Werkstoffes

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R019 Grant decision by federal patent court
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee