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EP1430161B1 - Hochfester duplex-/triplex-leichtbaustahl und seine verwendung - Google Patents

Hochfester duplex-/triplex-leichtbaustahl und seine verwendung Download PDF

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Publication number
EP1430161B1
EP1430161B1 EP02800111A EP02800111A EP1430161B1 EP 1430161 B1 EP1430161 B1 EP 1430161B1 EP 02800111 A EP02800111 A EP 02800111A EP 02800111 A EP02800111 A EP 02800111A EP 1430161 B1 EP1430161 B1 EP 1430161B1
Authority
EP
European Patent Office
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structural steel
strength
lightweight structural
steel according
steel
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02800111A
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English (en)
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EP1430161A2 (de
Inventor
Konrad Eipper
Georg Frommeyer
Wolfgang Fussnegger
Arndt Gerick
Wolfgang KLEINEKATHÖFER
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler 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.)
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Publication date
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Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1430161A2 publication Critical patent/EP1430161A2/de
Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
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    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • 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
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    • C21D2211/005—Ferrite
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    • C21D2211/008—Martensite
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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a high-strength and very deep-drawable Duplex or Triplex lightweight steel and its Use.
  • High strength steel is used for the automotive industry, construction industry as well as in aerospace applications with different Properties developed and already in production used. This is especially in use in the Automobile industry increasingly the desire in the foreground, through new materials a weight reduction of the vehicle make.
  • the aim is to produce lighter ones Steel alloys, which otherwise the previous favorable Maintain or improve properties.
  • the austenitic or austenitic / ferritic Lightweight steel a composition on with 7-27 Wt% Mn, 1-10 wt% Al, less than 10 wt% Cr, less than 10% by weight of Ni, more than 0.7-4% by weight of Si, less than 3 Wt .-% Cu, less than 0.5 wt .-% C and a remainder Composition of iron and melting Impurities.
  • the other alloy components can from small amounts of nitrogen, niobium, titanium, vanadium and Phosphorus exist.
  • the known lightweight structural steels listed above have Although important advantageous properties for use in the these technology areas, but they are with significant disadvantages. Further weight savings, For example, in the auto industry, can be with the known steels only by further reducing the Sheet thickness or by additional design measures to reach. Good formability, d. H. deep and stretchable, cold-rolled and recrystallizing annealed deep drawing steels higher aluminum content, as they are especially for the application are needed in the automotive industry, are due to a still to high specific gravity from the state of the Technique not known in this form.
  • EP-A-414 949 describes an ⁇ - ⁇ duplex lightweight steel having a composition similar that of the invention, but with lower Si content and without Mg and / or Ga and / or Be contents.
  • the invention is based on the object, a good kaltumformbaren, especially good deep drawing and stretchable high strength Lightweight steel to create its density under the specific density of previously known steels.
  • the lightweight structural steel according to the invention is formed from a multi-phase structure in the case of duplex steel made of ⁇ -ferrite and ⁇ -austenite mixed crystals.
  • a martensitic ⁇ -phase and / or ⁇ -phase is added to the first two phases.
  • the specific weight of the steel according to the invention is lowered to low values by the high proportions of the light alloying elements Al, Si, C and Mn and at least one of the elements Mg, Ga, Be and optionally Ti. With both alloys, a density of less than 7 g / cm 3 is achieved, which is significantly reduced by up to 15% compared to conventional steels with values of between 7.3 and 7.5 g / cm 3 .
  • the solution according to the invention has a further reduction in density.
  • the lightweight steel according to the invention achieved by the Element Mg, as far as it is present in the alloy, a further lowering its density, due to the very low specific gravity of Mg.
  • Be as far as it is present in the alloy, here additionally still an increase in the strength is achieved, which under Maintaining the Dukltiltician is achievable.
  • the element Ti is, if it is present in the alloy, another Increase in strength through grain refining and mixed critical hardening reached.
  • the element Ga serves, provided it is in the alloy exists, increasing strength and hardness. In addition, it increases the castability of the alloy, since these by the proportion of Ga at comparable Temperature conditions becomes more fluid.
  • the inventive duplex or triplex lightweight steel is characterized in the cold-rolled and recrystallized state by a fine-grained two- or three-phase structure with equiaxial i. isotropic morphology of ⁇ -ferrite, ⁇ -austenite or ⁇ -martensite grains.
  • This lightweight steel behaves with respect to a planar change in shape during Deep and ironing quasi-isotropic ( ⁇ r ⁇ 0).
  • the respective fine-grained two- or three-phase structure increases the energy absorption - the dissipative energy - of this steel when subjected to high strain rate, as they are for example, by impact load or in the event of a crash occurs.
  • the lightweight steel is characterized by yield stresses of over 400 MPa. Due to a high solidification due to strong Interaction of the displacements of the coexisting ⁇ / ⁇ or ⁇ / ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) phases become tensile strengths on the hot strip of up to Achieved 1000 MPa and uniform expansions up to 40% as well maximum strains up to 50% achieved.
  • the recrystallizing annealed cold-rolled strip has strengths in the range of 900 MPa maximum strains of 70%.
  • the lightweight construction steel according to the invention also indicates that known from the prior art Lightweight steels with aluminum components one not yet Known density reduction on.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that, despite its high strength, the material is a very has good formability. These properties have been so far only achieved with high-alloyed stainless steels. Especially also worth mentioning is its pourability during processing, which, as already mentioned, in the presence of Ga is improved again.
  • the ⁇ / ⁇ -duplex or ⁇ / ⁇ / ⁇ ( ⁇ ) -triplex Lightweight steel is another improvement in the Combination of previously unknown advantageous properties result.
  • the lightweight steel Due to the high proportion of alloy components with one specific gravity below the specific weight of Iron and previously known lightweight steels will be one for the Auto industry advantageous weight reduction while maintaining achieved the previous design construction.
  • the lightweight steel has an excellent Ductility, high strength and extremely high Solidification rate on. To emphasize is the property of a high load speed in crash behavior at a Accident, making this steel alloy especially for the Motor vehicle construction is suitable. Furthermore, there is an increased Corrosion and in particular stress cracking corrosion resistance, so that this steel alloy is also suitable for use in other technological fields such as construction suitable.
  • d. H. especially as prestressed concrete steels and Monierisen (- steels) or crash barriers and Sheet piling can be the lightweight steels of the invention excellent use.
  • the corrosion resistance can in others by chemical, electrochemical, organic, non-metallic or metallic coatings are improved.
  • a protective cover layer can thereby be achieved be that the surface enriched with aluminum and / or is coated.
  • the deep and stretchable aluminum-containing steel is used in the Production process melted, in the continuous casting process potted, rolled in the temperature range above the Recrystallization temperature or by casting, thin strip casting preferably, poured off as near-net-near band.
  • the steel can either be processed directly as a hot strip or cold-rolled after hot rolling.
  • the lightweight structural steel according to the invention is suitable in particular for the production of components for body shell components / body, Integral beams, suspension structures and space Frames.
  • Other lightweight components in motor vehicles are steering, Axles and axle components, attachments, seat rails, Fasteners and systems for passive safety, Wheel suspensions, driveline and fuel tank.
  • the scope extends to rail and Watercraft and aerospace, there preferably in thin-walled stiffness-relevant components.
  • the material is also suitable for Conveying systems, conveyor belts and metallurgy.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen hochfesten und sehr gut tiefziehfähigen Duplex- bzw. Triplex-Leichtbaustahl und seine Verwendung.
Hochfester Stahl wird für die Fahrzeugindustrie, Bauindustrie sowie in Luft- und Raumfahrtanwendungen mit unterschiedlichen Eigenschaften entwickelt und bereits in der Produktion eingesetzt. Hierbei steht insbesondere im Einsatz in der Automobilindustrie zunehmend der Wunsch im Vordergrund, durch neue Materialien eine Gewichtsreduzierung des Fahrzeuges vorzunehmen. Ziel dabei ist die Herstellung von leichteren Stahllegierungen, welche ansonsten die bisherigen günstigen Eigenschaften beibehalten bzw. weiter verbessern.
Aus der DE 43 03 316 sind Stähle mit 13-16 Gew.-% Al und zum Teil höheren Gehalten weiterer Legierungselemente, wie Cr, Nb, Ta, Si, B, Ti, für oxidations- und korrosionsbeständige Bauteile bekannt. Derartige Legierungen zeichnen sich bei Temperaturen oberhalb 700°C durch eine hohe Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit aus und werden in Bauteilen verwendet, die zwar bei hohen Temperaturen einsetzbar sind, jedoch bevorzugt nur bei geringer mechanischer Belastung oxidierenden und korrodierenden Bedingungen ausgesetzt werden.
Weiterhin sind beispielsweise aus der DE 199 00 199 hochfeste Leichtbaustähle bekannt, welche einen höheren Anteil an Aluminium, Chrom und Nickel sowie Mangan aufweisen und infolge dessen eine geringere Dichte als Eisen besitzen. Erwartungsgemäß zeichnet sich die Stahllegierung durch gute Korrosions- und Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit sowie hoher Festigkeit aus. Derartige Stähle weisen Aluminiumgehalte bis 10 Gew.-% auf.
Beispielsweise weist der austenitische bzw. austenitisch/ferritische Leichtbaustahl eine Zusammensetzung auf mit 7-27 Gew.-% Mn, 1-10 Gew.-% Al, weniger als 10 Gew.-% Cr, weniger als 10 Gew.-% Ni, mehr als 0,7-4 Gew.- % Si, weniger als 3 Gew.-% Cu, weniger als 0,5 Gew.-% C und einer restlichen Zusammensetzung aus Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen. Die weiteren Legierungsbestandteile können aus geringen Anteilen Stickstoff, Niob, Titan, Vanadium und Phosphor bestehen.
Aus der DE 12 62 613 B1 ist außerdem die Verwendung von Leichtbaustählen für Flugzeugbauteile und -motoren sowie Geschosse und dergleichen bekannt, welche mit 4 bis 20% Al, 18 bis 40% Mn und 0,15 bis 2% C hohe Anteile an leichten Legierungsbestandteilen aufweisen. Dazu können ggf. noch 0 bis 3% Si und 0 bis 4% Nb kommen.
Auch bekannt ist aus der DE 197 27 759 die Verwendung eines kaltumformbaren, insbesondere gut tiefziehfähigen, austenitischen Leichtbaustahls, der eine Zugfestigkeit bis 1100 MPa sowie TRIP- und/oder TWIP-Eigenschaften aufweist. In der Zusammensetzung mit 1 bis 6 % Si, 1 bis 8% Al, wobei (Al+Si)< 12 %, 10 bis 30 % Mn, Rest im wesentlichen Eisen einschließlich üblicher Stahlbegleitelemente dient er als Werkstoff für versteifende Karosserieblechteile.
Die vorstehend aufgeführten bekannten Leichtbaustähle weisen zwar wichtige vorteilhafte Eigenschaften für den Einsatz in den genannten Technologiegebieten auf, dennoch sind diese mit wesentlichen Nachteilen behaftet. Weitere Gewichtseinsparungen, beispielsweise in der Autoindustrie, lassen sich mit den bekannten Stählen nur durch eine weitere Reduzierung der Blechdicke oder durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen erreichen. Gut umformbare, d. h. tief- und streckziehfähige, kaltwalzbare und rekristallisierend geglühte Tiefziehstähle mit höherem Aluminiumgehalt, wie sie insbesondere für die Anwendung in der Automobiltechnik benötigt werden, sind aufgrund einer immer noch zu hohen spezifischen Dichte aus dem Stand der Technik in dieser Form nicht bekannt.
EP-A-414 949 beschreibt einer α-γ-Duplex-Leichtbaustahl mit einer Zusammensetzung ähnlich derjenigen der Erfindung, jedoch mit niedrigerem Si-Gehalt und ohne Gehalte an Mg und/oder Ga und/oder Be.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gut kaltumformbaren, insbesondere gut tief- und streckziehfähigen hochfesten Leichtbaustahl zu schaffen, dessen Dichte unter der spezifischen Dichte bisher bekannter Stähle liegt.
Die Erfindung wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Lösung betrifft einen hochfesten α/γ-Duplex- oder α/γ/ε(κ)-Triplex-Leichtbaustahl mit folgender Zusammensetzung (Gehalte in Gewichts %):
  • 18 bis 35% Mn
  • 8 bis 12% Al
  • 3 bis zu 6% Si, wobei Al + Si > 12%
  • 0,5 bis 2% C
  • höchstens 0,05% B
  • 0 bis 3 % Ti
  • zumindest eines der Elemente Mg, Ga, Be mit einem Gehalt von jeweils 0,3 bis zu 3%
  • mit Rest, im wesentlichen Eisen, einschließlich üblicher Stahlbegleitelemente.
    • Als weitere Legierungselemente finden gemäß von Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Legierung bevorzugt die Elemente N, Nb, V und ggf. Ti mit den folgenden Anteilen Verwendung:
  • 0,03 bis 2% Ti
  • N kleiner als 0,3%
  • Nb kleiner als 0,5%
  • V kleiner als 0,5%.
    • Der erfindungsgemäße Leichtbaustahl wird aus einem mehrphasigen Gefüge im Falle des Duplex-Stahls aus α-Ferrit- und γ-Austenit-Mischkristallen gebildet. Im Falle des Triplex-Stahls tritt zu den beiden erstgenannten Phasen noch eine martensitische ε-Phase und/oder κ-Phase hinzu. Das spezifische Gewicht des erfindungsgemäßen Stahls wird durch die hohen Anteile der leichten Legierungselemente Al, Si, C und Mn sowie zumindest eines der Elemente Mg, Ga, Be und ggf. Ti auf niedrige Werte abgesenkt. Mit beiden Legierungen wird eine Dichte unter 7 g/cm3 erzielt, die gegenüber herkömmlichen Stählen mit Werten zwischen 7,3 bis 7,5 g/cm3 um bis zu 15% deutlich verringert ist. Auch gegenüber den aus der Literatur bekannten Leichtbaustählen mit bis zu 8% Aluminiumanteil weist die erfindungsgemäße Lösung eine weitere Verringerung der Dichte auf.
    Der Leichtbaustahl gemäß der Erfindung erzielt durch das Element Mg, soweit es in der Legierung vorhanden ist, eine weitere Absenkung seiner Dichte, aufgrund des sehr geringen spezifischen Gewichts von Mg. Vergleichbares gilt für Be, soweit es in der Legierung vorhanden ist, wobei hier zusätzlich noch eine Steigerung der Festigkeit erreicht wird, welche unter Beibehalten der Dukltilität erzielbar ist. Durch das Element Ti wird, sofern es in der Legierung vorhanden ist, eine weitere Festigkeitssteigerung durch Kornfeinung und Mischkritallhärtung erreicht. Auch das Element Ga dient, sofern es in der Legierung vorhanden ist, der Steigerung von Festigkeit und Härte. Ausserdem steigert es die Vergießbarkeit der Legierung, da diese durch den Anteil an Ga bei vergleichbaren Temperaturbedingungen flüssiger wird.
    Der erfindungsgemäße Duplex- bzw. Triplex-Leichtbaustahl zeichnet sich im kaltgewalzten und rekristallisierten Zustand durch ein feinkörniges zwei- bzw. dreiphasiges Gefüge mit äquiaxialer d.h. isotroper Morphologie der α-Ferrit-, γ-Austenit- bzw. ε-Martensit-Körner aus.
    Der Verfestigungsexponent des Duplex-/Triplex-Stahls liegt bei n = 0,23 bis 0,24 und der mittlere r-Wert (planare Anisotropie) beträgt: r = (r0° + r90° + 2r45°)/4 ≅ 1. D.h. dieser Leichtbaustahl verhält sich bezüglich einer planaren Formänderung beim Tief- und Streckziehen quasiisotrop (Δr ≅ 0).
    Das jeweilige feinkörnige zwei- bzw. dreiphasige Gefüge erhöht die Energieabsorption - die dissipative Energie - dieses Stahls bei Beanspruchung unter hoher Dehnungsgeschwindigkeit, wie sie beispielsweise durch Impactbelastung oder im Crashfall auftritt.
    Der Leichtbaustahl zeichnet sich durch Fließspannungen von über 400 MPa aus. Durch eine hohe Verfestigung infolge starker Wechselwirkung der Versetzungen der koexistierenden α/γ- bzw. α/γ/ε(κ)-Phasen werden Zugfestigkeiten am Warmband von bis zu 1000 MPa erzielt und Gleichmaßdehnungen bis zu 40% sowie maximale Dehnungen bis zu 50% erreicht. Das rekristallisierend geglühte Kaltband weist Festigkeiten im Bereich von 900 MPa bei maximalen Dehnungen von 70% auf.
    Besonders vorteilhaft ist die gegenüber herkömmlichen Stählen deutlich abgesenkte Dichte. Der erfindungsgemäße Leichtbaustahl weist auch gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Leichtbaustählen mit Aluminium-Bestandteilen eine bisher nicht gekannte Dichtereduzierung auf.
    Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass trotz seiner hohen Festigkeiten der Werkstoff eine sehr gute Umformbarkeit aufweist. Diese Eigenschaften waren bisher nur mit hochlegierten Edelstählen erreicht worden. Besonders hervorzuheben ist auch seine Gießfähigkeit bei der Verarbeitung, welche wie bereits erwähnt, bei Vorhandensein von Ga nochmals verbessert ist.
    Das beschriebene Eigenschaftsspektrum einer höheren Bauteilfestigkeit, der höheren Gestaltungsfreiheit in der Geometrie sowie der verringerten Werkstoffdichte führt zum Ziel, ein verringertes Bauteilgewicht durch Stoff- und Formleichtbau zu erhalten.
    Damit hat der erfindungsgemäße α/γ-Duplex- oder α/γ/ε(κ)-Triplex- Leichtbaustahl eine weitere Verbesserung in der Kombination bisher nicht bekannter vorteilhafter Eigenschaften zur Folge.
    Durch den hohen Anteil an Legierungsbestandteilen mit einem spezifischen Gewicht unterhalb des spezifischen Gewichts von Eisen und bisher bekannten Leichtbaustählen wird eine für die Autoindustrie vorteilhafte Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der bisherigen Konstruktionsbauweise erreicht. Im weiteren weist der Leichtbaustahl eine ausgezeichnete Duktilität, eine hohe Festigkeit und eine extrem hohe Verfestigungsrate auf. Hervorzuheben ist die Eigenschaft einer hohen Belastungsgeschwindigkeit im Crashverhalten bei einem Unfall, so dass diese Stahllegierung besonders für den Kraftfahrzeugbau geeignet ist. Im weiteren besteht eine erhöhte Korrosions- und insbesondere Spannungsriß-Korrosionsbeständigkeit, so dass sich diese Stahllegierung auch für den Einsatz in anderen technologischen Gebieten beispielsweise im Bauwesen eignet.
    Bei Betonkonstruktionen, d. h. insbesondere als Spannbetonstähle und Moniereisen (- Stähle) oder Leitplanken und Spundwände lassen sich die erfindungsgemäßen Leichtbaustähle hervorragend einsetzen. Die Korrosionsbeständigkeit kann im weiteren durch chemische, elektrochemische, organische, nichtmetallische oder metallische Beschichtungen verbessert werden.
    Auch besteht die Möglichkeit, durch eine chemische, elektrochemische oder thermische Behandlung eine Vergütung der Stahllegierung herbeizuführen.
    Die Bildung einer schützenden Deckschicht kann dadurch erzielt werden, dass die Oberfläche mit Aluminium angereichert und/oder beschichtet ist.
    Der tief- und streckziehfähige aluminiumhaltige Stahl wird im Herstellungsverfahren erschmolzen, im Stranggießverfahren vergossen, abgewalzt im Temperaturbereich oberhalb der Rekristallisierungstemperatur oder durch das Gießwalzen, Dünnbandgießen bevorzugt, als endabmessungsnahes Band abgegossen.
    Der Stahl kann entweder als Warmband direkt weiterverarbeitet oder nach dem Warmwalzen kaltgewalzt weiterverarbeitet werden.
    Neben den bereits erwähnten Verwendungsmöglichkeiten im Fahrzeugbau eignet sich der erfindungsgemäße Leichtbaustahl insbesondere zur Bauteilfertigung für Rohbaukomponenten/Karosserie, Integralträger, Fahrwerkstrukturen und Space Frames. Weitere Leichtbauteile in Kraftfahrzeugen sind Lenkung, Achsen und Achskomponenten, Anbauteile, Sitzschienen, Befestigungsteile sowie Systeme für die passive Sicherheit, Radaufhängungen, Antriebsstrang und Kraftstoffbehälter.
    Ebenso erstreckt sich der Anwendungsbereich auf Schienen- und Wasserfahrzeuge sowie in Luft- und Raumfahrt, dort bevorzugt in dünnwandigen steifigkeitsrelevanten Bauteilen.
    Neben dem bereits beschriebenen Einsatz in der Baubranche, insbesondere im Hochbau, eignet sich der Werkstoff ebenso für Förderanlagen, Transportbänder und im Hüttenwesen.

    Claims (8)

    1. Hochfester α/γ-Duplex oder α/γ/ε-Triplex Leichtbaustahl mit folgender Zusammensetzung (Gehalte in Gewichts %):
      18 bis 35% Mn,
      8 bis 12% Al,
      3 bis 6% Si, wobei Al + Si > 12%,
      0,5 bis 2% C,
      höchstens 0,05% B,
      höchstens 3 % Ti,
      zumindest eines der Elemente Mg, Ga, Be mit einem Gehalt von jeweils 0,3% bis zu 3%,
      mit Rest, im wesentlichen aus Eisen, einschließlich üblicher Stahlbegleitelemente.
    2. Hochfester Leichtbaustahl nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch,
      Ti mit einem Anteil von 0,03 bis 2%.
    3. Hochfester Leichtbaustahl nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Anteile weiterer Legierungselemente
      bis zu 0,3% N
      bis zu 0,5% Nb
      bis zu 0,5% V.
    4. Hochfester Leichtbaustahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , gekennzeichnet durch
      ein feinkörniges zweiphasiges α/γ-Duplexgefüge oder dreiphasiges α/γ/ε-Triplexgefüge mit äquiaxialer Morphologie im kaltgewalzten und rekristallisierten Zustand.
    5. Hochfester Leichtbaustahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine planare Isotropie mit r ≈ 1, d.h. ein Stahl, der in der Blechebene nahezu isotrope mechanische Eigenschaften bezüglich Festigkeit und Dehnung aufweist.
    6. Herstellung eines Bauteils aus hochfestem Leichtbaustahl nach einem der Anspniche 1 bis 5 mittels eines Gießverfahrens.
    7. Verwendung eines Leichtbaustahls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, als Werkstoff für Rohbau- oder Karosseriekomponenten, Integralträger, Fahrwerkstrukturen oder Space Frame bei Fahrzeugen.
    8. Verwendung eines Leichtbaustahls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, als Werkstoff für Hochbau, Förderanlagen, Hüttenwesen, sowie Leitplanken und Spundwände.
    EP02800111A 2001-09-28 2002-09-25 Hochfester duplex-/triplex-leichtbaustahl und seine verwendung Expired - Lifetime EP1430161B1 (de)

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    DE10148101 2001-09-28
    DE10148101 2001-09-28
    DE10231125 2002-07-10
    DE10231125A DE10231125A1 (de) 2001-09-28 2002-07-10 Hochfester Duplex-/Triplex-Leichtbaustahl und seine Verwendung
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    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1430161A2 EP1430161A2 (de) 2004-06-23
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    ID=26010254

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP02800111A Expired - Lifetime EP1430161B1 (de) 2001-09-28 2002-09-25 Hochfester duplex-/triplex-leichtbaustahl und seine verwendung

    Country Status (6)

    Country Link
    US (1) US20070125454A1 (de)
    EP (1) EP1430161B1 (de)
    JP (1) JP2005504175A (de)
    AT (1) ATE298009T1 (de)
    ES (1) ES2242899T3 (de)
    WO (1) WO2003029504A2 (de)

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