Hochfeste Stähle
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Hochfeste Stähle IBU Vortragsreihe 02 Dezember 2008 02. Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel Folien unter www.mb.uni-siegen.de/fw MB5-239_BE Hochfeste Stähle Deformation beim Crash MB5-239_BE 2 Hochfeste Stähle Ziel: Verbesserung des Crashverhalten Reduzierung des Bauteilgewichts Komplexe p Bauteilgeometrie g Hohe Bauteilfestigkeit Warmumformung Presshärten MB5-239_BE 3 Hochfeste Stähle Presshärten – Direkt und Indirekt MB5-239_BE 4 Hochfeste Stähle MB5-239_BE 5 Hochfeste Stähle MB5-239_BE 6 Hochfeste Stähle Herstellung - Warmband Warmwalzen Austenit A3 T Tempera atur Abkühlen Ferrit High Strength Low Alloyed Perlit Bainit B i it TRIP Ms Martensit Mf MP Ms Martensit Dualphasen Zeit MB5-239_BE 7 Hochfeste Stähle Verfestigung - Zugversuch Wahre e Spannu ung, N/m mm² 1400 1200 1000 800 600 400 DP500 (H290X) TRIP (HT700T) 200 MP900 MS1200 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 W h plastische Wahre l ti h Dehnung, D h MB5-239_BE 8 Hochfeste Stähle Verfestigung - Mechanismen Zeit Stahlsorte 1970 Mikrolegierte Stähle Phosphorlegierte Stähle 1980 1990 2000 Dual-Phasen-Stähle wirksamer Mechanismus Verfestigung über zweite Phase: Karbide und Karbonitride der Mikrolegierungselemente Ti, Nb, V; Kornfeinung Zugabe des mischkristallverfestigenden Elementes Phosphor Verfestigung über zweite Phase: Einbettung harter Martensitinseln in ferritische Matrix (später zusätzlich Ausscheidungshärtung im Ferrit) Bake-HardeningStähle Diffusion von interstitiellem Stickstoff und Kohlenstoff zu Versetzungen während des Einbrennens des Lacks bewirkt Versetzungsblockade Höherfeste IF-Stähle Mischkristallverfestigung Isotrope Stähle Gezielte Steuerung Ausscheidungen Mehrphasenstähle der Kornfeinung über Ti und Ti- Verfestigung über zweite Phase: Kombination verschieden harter Gefügephasen; teilweise zusätzlich Auscheidungshärtung und Kornfeinung genutzt MB5-239_BE 9 Verfestigung - Mechanismen V Versetzung t V Versetzung: t 1-dimensionale 1 di i l linienförmige Störung der Kristallstruktur Kristallstruktur Verformung: Bewegung einer Vielzahl von Versetzungen Atome V f ti Verfestigung: Behinderung B hi d von Versetzungsbewegungen V t b MB5-239_BE 10 Verfestigung - Mechanismen S600MC Mikrolegierungselemente bilden Ausscheidungen Ausgeschiedene Teilchen ((3-dimensionales Hindernis)) Ausscheidungen bewirken bei geeigneter Herstellung ein feinkörniges Gefüge Korngrenzen (2-dimensionales Hindernis) MB5-239_BE 11 Verfestigung - Mechanismen Interstitial Free: Zwischengitterplätze (interstitiell) sind nicht durch C und N belegt Zugabe von P, P Si, Si Mn zur Verzerrung des Kristallgitters durch Fremdatome → Fremdatome (0-dimensionales Hi d Hindernis) i ) S Streckgre enzenerh höhung, N N/mm² H260YD 350C, N P 300 250 200 Si 150 100 50 0 Cu Mn Mo Ni, Al 0,5 , 1,0 , 1,5 , , 2,0 , 2,5 Massengehalt, % MB5-239_BE 12 Verfestigung - Härtung durch zweite Phase DP500 Martensit härtere Phase durch Zwangslösung von Kohlenstoff im Kristallgitter → Mischkristallverfestigung 20µm Diffusionslose Umwandlung in Martensit be irkt Erhöh bewirkt Erhöhung ng der Versetzungsdichte Verset ngsdichte → Versetzungen (1-dimensionales Hindernis) → keine Ausprägung der Streckgrenze MB5-239_BE 13 MB5-239_BE 14 MB5-239_BE 15 MB5-239_BE 16 Zeitlicher Temperaturverlauf beim Presshärten Quelle: Thyssen Krupp Steel AG MB5-239_BE 17 MB5-239_BE 18 MB5-239_BE 19 Warmumgeformte Bauteile beim neuen 7er MB5-239_BE 20 MB5-239_BE 21
