DE102007006875A1 - Use of a steel alloy containing alloying additions of carbon, silicon, manganese, chromium, niobium and boron as a material in the production of dynamically loaded tubular components - Google Patents

Use of a steel alloy containing alloying additions of carbon, silicon, manganese, chromium, niobium and boron as a material in the production of dynamically loaded tubular components Download PDF

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Abstract

Use of a steel alloy containing (in wt.%) 0.32-0.45 carbon, 0.8-2.2 silicon, 0.1-0.8 manganese, 0.8-1.8 chromium, maximum 0.015 nitrogen, 0.01-0.08 niobium, maximum 0.4 vanadium, 0.001-0.005 boron and a balance of iron as a material in the production of dynamically loaded tubular components is new. The tubular component has a tensile strength in the annealed state of more than 1800 MPa and a yield point of more than 1600 MPa. An independent claim is also included for a tubular component made from the above steel alloy.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff zur Herstellung von dynamisch belasteten Rohrbauteilen sowie ein solches Rohrbauteil.The The invention relates to the use of a steel alloy as a material for the production of dynamically loaded pipe components as well as a such pipe component.

Bauteile, die über sehr lange Zeiträume hohen dynamischen Beanspruchungen standhalten müssen, sind insbesondere im Bereich des Fahrwerks von Kraftfahrzeugen zu finden. Als Beispiel sind Stabilisatoren zu nennen, welche zur Verringerung der Kurvenneigung der Karosserie und zur Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens eingesetzt werden. Sie versteifen bei einseitiger Belastung die Federung, da die Widerstandskraft des Werkstoffs des Stabilisators der Seitenneigung federnd entgegenwirkt. Ein weiteres Beispiel wäre eine torsionsbelastete Welle.components the high dynamic over very long periods of time Stresses have to withstand, especially in To find area of the chassis of motor vehicles. As an an example are stabilizers to name, which helps to reduce the slope used the body and to influence the self-steering behavior become. They stiffen the suspension in one-sided load because the resistance of the material of the stabilizer of lateral tilt resiliently counteracts. Another example would be one torsionally loaded shaft.

Stabilisatoren sind hinsichtlich der Beanspruchungsart geraden Torsionsfedern oder auch Drehstäben zuzuordnen, da ein Stabilisator bei unterschiedlichem Einfedern der Räder um seine Längsachse verdrillt wird. Aus der EP 0 753 595 B1 ist es bekannt, Stabilisatoren aus Rohren herzustellen. Hierbei macht man sich das bei einem Rohr günstigere Verhältnis des Widerstandsmoments gegen Torsion zur Rohrmasse im Vergleich zu einem Vollstab zunutze. Bei dem für die Torsion optimalen Verhältnis von Wanddicke zu Durchmesser der Rohre müssten die zur Anwendung gelangenden Werkstoffe unter Beibehaltung der in den Fahrzeugen konstruktiv vorgegebenen bzw. verwendbaren Außendurchmesser eine um etwa den Faktor 1,4 höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit als Werkstoffe von Vollstäben besitzen.Stabilizers are to be assigned with regard to the type of stress straight torsion springs or torsion bars, since a stabilizer is twisted at different compression of the wheels about its longitudinal axis. From the EP 0 753 595 B1 it is known to produce stabilizers from pipes. In this case, one makes the more favorable in a tube ratio of the moment of resistance against torsion to the tube mass in comparison to a solid rod advantage. In the optimum for the torsion ratio of wall thickness to diameter of the pipes, the materials used would have to maintain a higher by approximately a factor of 1.4 yield strength and tensile strength as materials of solid rods while maintaining the design in the vehicles structurally predetermined or usable outer diameter.

Ein weiterer wesentlicher Faktor zur Erzielung einer hohen Dauerwechselfestigkeit ist die Oberflächengüte der Außen- und Innenoberfläche der verwendeten Rohre. Die besten Oberflächengüten weisen längsnahtgeschweißte und ggf. nachfolgend kalt gezogene Rohre aus gewalztem Stahlband auf. Hierbei werden die bei nahtlos gezogenen Rohren vorkommenden Fehler, wie Fältelungen usw., vermieden.One Another essential factor for achieving a high permanent fatigue strength is the surface quality of the exterior and Inner surface of the pipes used. The best surface finishes have Längsnahtgeschweißte and possibly subsequent cold drawn tubes made of rolled steel strip. Here are the defects occurring in seamless drawn pipes, such as pleats etc., avoided.

Der in der EP 0 753 595 B1 beschriebene Stahlwerkstoff mit folgender Zusammensetzung: C 0,18–0,3%, Si 0,1–0,5%, Mn 1,1–1,8%, P max. 0,025%, S max. 0,025%, Ti 0,02–0,05%, B 0,0005–0,005%, Al 0,01–0,05%, Rest Eisen und erschmelzungsbedingter Verunreinigungen, erreichte bereits Zugfestigkeiten von maximal 1.600 MPa. Allerdings reicht diese Zugfestigkeit nicht aus, um mit Stabilisatoren aus einem Vollmaterial höherer Festigkeit zur konkurrieren. Auch der bislang häufig zum Einsatz gelangende Stahl 34MnB5 für Rohre zur Herstellung von Stabilisatoren erreicht nur Zugfestigkeiten bis 1.800 MPa, allerdings bei einer relativ geringen Dauerfestigkeit.The Indian EP 0 753 595 B1 described steel material with the following composition: C 0.18-0.3%, Si 0.1-0.5%, Mn 1.1-1.8%, P max. 0.025%, S max. 0.025%, Ti 0.02-0.05%, B 0.0005-0.005%, Al 0.01-0.05%, remainder iron and melting impurities already reached tensile strengths of a maximum of 1,600 MPa. However, this tensile strength is insufficient to compete with stabilizers of a higher strength solid material. Even the steel 34MnB5 steel used to date for tubes for the manufacture of stabilizers only achieves tensile strengths of up to 1,800 MPa, but with a relatively low fatigue strength.

Zum Stand der Technik zählt auch die EP 1 698 712 , die einen Stahlwerkstoff für hochbelastete Federn offenbart, welcher folgende Zusammensetzung aufweist: C 0,35–0,65%, Si 1,4–2,5%, Mn 0,1–1,0%, Cr > 2,0%, Ni > 1,0%, Cu > 1,0%, P > 0,020%, S > 0,020%, N > 0,006%, Al > 0,1% und Rest Eisen. Dieser Stahl erzielt zwar auch Festigkeiten bis ca. 2.100 MPa.The state of the art also includes the EP 1 698 712 , which discloses a steel material for highly loaded springs, which has the following composition: C 0.35-0.65%, Si 1.4-2.5%, Mn 0.1-1.0%, Cr> 2.0% , Ni> 1.0%, Cu> 1.0%, P> 0.020%, S> 0.020%, N> 0.006%, Al> 0.1% and balance iron. Although this steel also achieves strengths up to about 2,100 MPa.

Hohe Ti- und Al-Gehalte beinhalten das Risiko einer verminderten Dauerschwingfestigkeit, was auf die Ausbildung harter Phasen zurückgeführt werden kann. Titangehalte im Bereich größer als 0,01% führen zur primären Ausscheidung von harten Titannitriden, die innere Kerben im Werkstoff erzeugen und bei höchsffesten Federstählen die Dauerfestigkeit negativ beeinflussen. Aluminiumgehalte größer als 0,01% führen ebenfalls zur Bildung von Aluminiumoxiden und Aluminiumnitriden mit den vorstehend beschriebenen negativen Eigenschaften auf die Dauerfestigkeit. Weiterhin ist dieser Stahlwerkstoff bei einem Kupfergehalt über 0,2% für den Rohrherstellungsprozess, d. h. das Streckreduzieren, weniger geeignet und in Anbetracht des relativ hohen Nickelgehaltes zudem teuer. Ein Kupfergehalt von mehr als 0,2% führt bei der Warmumformung zum Korngrenzenversagen, insbesondere wenn, wie im Fall der Rohrherstellung, vorhandene hohe Zuspannungsanteile bei der Warmumformung vorliegen.Height Ti and Al contents involve the risk of reduced fatigue strength, which is attributed to the training of hard phases can be. Titanium contents in the range greater than 0.01% lead to the primary excretion of hard Titanium nitrides, which create internal notches in the material and at high strength Spring steels adversely affect fatigue strength. Aluminum contents greater than 0.01% lead also for the formation of aluminum oxides and aluminum nitrides having the above-described negative properties on the Fatigue strength. Furthermore, this steel material is over at a copper content 0.2% for the tube manufacturing process, d. H. the stretch-reducing, less suitable and in view of the relatively high nickel content also expensive. A copper content of more than 0.2% contributes hot working for grain boundary failure, especially when such in the case of pipe production, existing high Zuspannungsanteile present during hot forming.

Die ebenfalls bekannten höchstfesten Federstähle 50CrV4, 55SiCr6 sind schweißtechnisch nicht zu verarbeiten und damit zur Herstellung von geschweißten und nachgezogenen Rohren nicht geeignet.The also known high-strength spring steel 50CrV4, 55SiCr6 can not be processed by welding technology and thus for the production of welded and redrawn Pipes not suitable.

Stand der Technik ist nach Kenntnis der Anmelderin die Herstellung von geschweißten Rohren durch Press-Schweißverfahren bis zu einem Kohlenstoff-Gehalt von ca. 0,35%. Ein höherer Kohlenstoffgehalt führt in der Regel zu hohen Spitzenhärten in der Schweißnaht mit derart verringerter Duktilität, dass während der Kalibrierung und Abkühlung des Rohrbauteils Risse entstehen. Daher gelten Stähle mit Kohlenstoff-Gehalten über 0,35% allgemein als nicht schweißbar.was standing the technique is to the knowledge of the applicant the production of welded pipes by press welding up to a carbon content of approx. 0.35%. A higher one Carbon content usually leads to high peak hardness in the weld with such reduced ductility, that during calibration and cooling of the Pipe component cracks occur. Therefore steels with carbon contents are considered above 0.35% generally not weldable.

Wenn aufgrund eines hohen Kohlenstoffgehaltes nahtlos gezogene Stahlrohre zum Einsatz kommen sollen, spielt die Oberflächenqualität eine wichtige Rolle. Die Verbesserung der Oberflächenqualität kann bei nahtlosen Rohren durch Innenschalen, d. h. durch eine spanabhebende Bearbeitung, erreicht werden, die allerdings mit hohen Kosten verbunden ist und damit nur eine geringe Wirtschaftlichkeit aufweist.When seamless steel tubes are used due to high carbon content surface quality plays an important role. The improvement of the surface quality can be achieved with seamless pipes by inner shells, ie by a machining, which is associated with high costs and thus has a low cost.

Aufgrund der Tatsache, dass die Festigkeit von geeigneten Rohrwerkstoffen bislang auf ca. 1.800 MPa begrenzt war und im Bereich der Vollmaterialien Festigkeiten in einer Größenordnung von 2.100 MPa realisiert werden konnten, wie z. B. in der Federnindustrie bei der Verwendung von 55SiCr6, war es bislang nicht möglich, das Leichtbaupotenzial von dynamisch belasteten Rohrbauteilen vollständig auszunutzen.by virtue of the fact that the strength of suitable pipe materials was previously limited to about 1,800 MPa and in the field of solid materials Strengths in the order of 2,100 MPa could be realized, such. B. in the spring industry when using 55SiCr6, it was not possible to the lightweight construction potential of dynamically loaded pipe components completely exploit.

Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, die Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff zur Herstellung von dynamisch belasteten Rohrbauteilen aufzuzeigen, wobei der Werkstoff den hohen Anforderungen für die Herstellung von dynamisch belasteten Rohrbauteilen, insbesondere zur Herstellung von geraden oder gewundenen Torsionsfedern, wie z. B. Schraubenfedern, oder auch Hohlwellen geeignet ist und zudem das Festigkeitsniveau von Federstählen erreicht.Of the On this basis, the invention is based on the object, the use a steel alloy as a material for the production of dynamic exposed pipe components, the material of the high Requirements for the production of dynamically loaded Pipe components, in particular for the production of straight or winding Torsion springs, such as. B. coil springs, or hollow shafts is suitable and also the strength level of spring steels reached.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Rohrbauteil mit den gewünschten Eigenschaften ist Gegenstand des Patentanspruchs 6.advantageous Further developments of the inventive concept are the subject of the dependent claims. A pipe component with the desired properties is the subject of claim 6.

Die Lösung des vorstehend beschriebenen Problems wird in der Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff zur Herstellung von dynamisch belasteten Rohrbauteilen gesehen, wobei die Stahllegierung in Gewichtsprozenten aus C 0,32–0,45 Si 0,8–2,2 Mn 0,1–0,8 Cr 0,8–1,8 N max. 0,015 Nb 0,01–0,08 V max. 0,04 B 0,001–0,005 sowie Eisen als Rest und üblicher Verunreinigungen besteht. Die Zugfestigkeit des aus diesem Werkstoff hergestellten Rohrbauteils liegt im vergüteten Zustand in einem Bereich größer als 1.800 MPa, wobei die Streckgrenze Rp02 in einem Bereich größer als 1.600 MPa liegt. Dieser Werkstoff eignet sich hervorragend zur Herstellung von Stabilisatoren, Antriebswellen, Drehstäben und Schraubenfedern, d. h. allgemein für gerade oder gewundene Torsionsfedern sowie Hohlwellen, die dynamisch beansprucht werden. Zu diesen vorteilhaften Materialeigenschaften hat eine Variation der chemischen Zusammensetzungen durch Absenkung des Kohlenstoffgehaltes und eine Optimierung der Cr-Si-Mn-Balance und die Anwendung eines Mikrolegierungskonzepts (Nb, V, B) geführt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass der Werkstoff sehr hohe Abkühlgeschwindigkeiten erträgt und daher mit Abschreckgeschwindigkeiten größer als 200 K/s wasservergütbar ist, ohne dass Härterisse entstehen oder ein signifikanter Verzug auftritt. Übliche Federstähle werden demgegenüber in Öl bei deutlich langsameren Abkühlgeschwindigkeiten gehärtet (< 100 K/s).The solution to the problem described above is seen in the use of a steel alloy as a material for the production of dynamically loaded pipe components, wherein the steel alloy in weight percent of C 0.32 to 0.45 Si 0.8-2.2 Mn 0.1-0.8 Cr 0.8-1.8 N Max. 0,015 Nb 0.01-0.08 V Max. 0.04 B 0.001-0.005 and iron as the remainder and common impurities. The tensile strength of the pipe component produced from this material is in the tempered state in a range greater than 1,800 MPa, the yield strength Rp02 is in a range greater than 1,600 MPa. This material is ideal for the production of stabilizers, drive shafts, torsion bars and coil springs, ie generally for straight or tortuous torsion springs and hollow shafts that are dynamically stressed. These favorable material properties have led to a variation of the chemical compositions by lowering the carbon content and an optimization of the Cr-Si-Mn balance and the use of a microalloying concept (Nb, V, B). Another important aspect is that the material can withstand very high cooling rates and can therefore be quenched with quenching rates of greater than 200 K / s, without causing any crazing or significant distortion. Conventional spring steels, on the other hand, are hardened in oil at much slower cooling rates (<100 K / s).

Der Stahlwerkstoff ist auch dann noch schweißbar, wenn der Kohlenstoffgehalt größer als 0,35% ist, so dass sich als Herstellungsverfahren für dynamisch belastete Rohrbauteile a) sowohl das Schweißen und Ziehen, b) das direkte Schweißen, als auch c) die nahtlose Herstellung eignen.Of the Steel material is still weldable even if the Carbon content is greater than 0.35%, so that itself as a production method for dynamically loaded ones Pipe components a) both welding and drawing, b) the direct welding, as well as c) seamless manufacture suitable.

Die gute Schweißbarkeit wird durch eine vergleichsweise hohe Duktilität im Schweißnahtbereich erreicht, so dass eine verminderte Neigung zum spröden Versagen der Schweißnaht bei der Abkühlung und beim Kalibrieren der Rohre vorhanden ist. Dies kann auf feinste Lamellen aus Restaustenit im Härtegefüge zurückgeführt werden. Im Transmissionselektronenmikroskop werden diese Lamellen im Nanometerbereich sichtbar. Diese Lamellen erhöhen die Duktilität des Härtegefüges ohne die Streckgrenze und Festigkeit abzusenken.The good weldability is due to a comparatively high Achieved ductility in the weld area, so that a reduced tendency to brittle failure of Weld seam during cooling and during calibration the pipes is present. This can be done on finest fins made of retained austenite returned in the hardness structure become. In the transmission electron microscope these slats become visible in the nanometer range. These fins increase the Ductility of the hardness structure without the Lower yield strength and strength.

Eine nahtlose Herstellung bietet sich insbesondere in Kombination mit einer optimierten Innenbearbeitung an, wenn die Wanddicke s in einem Bereich größer als 18% des Außendurchmessers D ist (s/D > 18%). Der erfindungsgemäße Werkstoff eignet sich daher für alle genannten Rohrherstellungsverfahren, ist zudem kostengünstig herstellbar und besitzt aufgrund hoher erreichbarer Festigkeitswerte das Potenzial, bei torsionsbelasteten Bauteilen, z. B. Torsionsfedern, Vollmaterialien zu ersetzen.A Seamless production is particularly suitable in combination with an optimized internal machining, when the wall thickness s in one Range greater than 18% of the outside diameter D is (s / D> 18%). The inventive Material is therefore suitable for all mentioned pipe production processes, is also inexpensive to produce and has due high attainable strength values the potential for torsionally loaded ones Components, eg. B. torsion springs to replace solid materials.

Die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben sich insbesondere dann, wenn die Stahllegierung in Gewichtsprozenten ausgedrückt folgende Zusammensetzung aufweist: C 0,40–0,44 Si 1,5–2,2 Cr 1,1–1,5 N 0,004–0,015 Nb 0,02–0,04 V 0,01–0,15 B 0,002–0,004 The advantages according to the invention arise in particular if the steel alloy has the following composition in terms of weight percent: C 0.40 to 0.44 Si 1.5-2.2 Cr 1.1-1.5 N 0.004 to 0.015 Nb 0.02-0.04 V 0.01-0.15 B 0.002-0.004

Rest Eisen und üblicher Verunreinigungen. Im vergüteten Zustand ist es möglich, mit den zuvor genannten Legierungen Zugfestigkeiten Rm größer als 2.000 MPa und Streckgrenzen Rp0,2 größer als 1.900 MPa zu erreichen. Im vergüteten Zustand besitzt das hergestellte Rohrbauteil eine Dehnung A5 größer als 9%. Bemerkenswert ist zudem, dass bereits bei einer sehr niedrigen Anlasstemperatur von 250°C eine Brucheinschnürung Z von größer als 30% erreicht wird, so dass eine hohe Streckgrenze erhalten bleibt.rest Iron and usual impurities. In remunerated State, it is possible with the aforementioned alloys Tensile strengths Rm greater than 2,000 MPa and yield strengths Rp0,2 to reach greater than 1,900 MPa. In remunerated Condition, the pipe component produced has an elongation A5 larger than 9%. It is also noteworthy that already at a very low Tempering temperature of 250 ° C a fracture constriction Z of greater than 30% is achieved, leaving one high yield strength is maintained.

Das Vergüten erfolgt durch vorzugsweise induktives Aufheizen auf Austenitisierungstemperatur von 900–950°C, anschließendes Abschrecken in Wasser oder Öl (vorzugsweise Wasser mit einer Abkühlgeschwindigkeit > 200 K/s, insbesondere > 400 K/s) und anschließendes Anlassen auf eine Temperatur von 200–300°C, vorzugsweise < 275°C, insbesondere auf eine Temperatur von 250°C.The Annealing is carried out by preferably inductive heating at austenitizing temperature of 900-950 ° C, subsequent quenching in water or oil (preferably Water with a cooling rate> 200 K / s, in particular> 400 K / s) and subsequent Tempering to a temperature of 200-300 ° C, preferably <275 ° C, in particular to a temperature of 250 ° C.

Auf diese Weise lassen sich dynamisch belastbare Rohrbauteile in Durchmesserbereichen von 3 mm bis 150 mm, insbesondere in Durchmesserbereichen von 8 mm bis 50 mm herstellen. Die Wanddicke beträgt bei derart dynamisch belasteten Rohrbauteilen vorzugsweise 10% bis 22% des Außendurchmessers des Rohrbauteils. Die Herstellung der Rohrbauteile erfolgt bevorzugt im weichgeglühten, perlitischen Zustand.On This way you can dynamically loadable pipe components in diameter ranges from 3 mm to 150 mm, in particular in diameter ranges of 8 mm to 50 mm. The wall thickness is at such dynamically loaded pipe components preferably 10% to 22% of Outside diameter of the pipe component. The production of Pipe components is preferably carried out in soft annealed, pearlitic Status.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Legierung kann aufgrund der höheren Werkstofffestigkeiten eine Gewichtsreduktion größer als 20% im Verhältnis zu vergleichbaren Bauteilen aus Vollmaterial erreicht werden. Zudem führt die geringere Masse zu einer vorteilhaften Erhöhung der Eigenfrequenzen der dynamisch belasteten Rohrbauteile. Ein weiterer Vorteil ist, dass dieser hochbelastbare Federstahl wasservergütbar ist.By the use of the alloy according to the invention Due to the higher material strengths, it can reduce weight greater than 20% relative to comparable Components are made of solid material. In addition leads the lower mass to a beneficial increase in Natural frequencies of the dynamically loaded pipe components. Another The advantage is that this heavy-duty spring steel is water-resistant is.

Anhand der nachfolgenden Tabelle wird deutlich, welche hervorragenden Eigenschaften die Stahllegierung für den beanspruchten Verwendungszweck mit sich bringt.Based The table below shows what excellent properties the steel alloy for the claimed use brings with it.

In der nachfolgenden Tabelle sind Stahllegierungen 1 bis 5 unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung aufgelistet. Die Stahllegierung Nr. 1 ist der Werkstoff, wie er bei den erfindungsgemäßen Rohrbauteilen verwendet werden soll. Der Vergleichswerkstoff Nr. 2 entspricht der Legierung 34MnB5. Der Vergleichswerkstoff Nr. 3 entspricht der Legierung 25MnB5. Der Vergleichswerkstoff Nr. 4 entspricht der Legierung 42CrMo4. Der Vergleichswerkstoff Nr. 5 entspricht der Legierung 70Mn7. Sämtliche Stahllegierungen befinden sich im Lieferzustand QT (QT = Quenched and Tempered, d. h. gehärtet und angelassen). Sie sind mit einer Anlasstemperatur von 250°C vergütet worden. Es fällt auf, dass die Zugfestigkeit Rm bei der Stahllegierung Nr. 1 mit einem aus dem Wertebereich 2.138 MPa bis 2.152 MPa arithmetische gemittelten Wert für die Festigkeit Rm von 2.145 MPa Werte größer als 2.100 MPa erreicht. Dabei ist der aus dem Wertebereich von 2.072 MPa bis 2.085 MPa arithmetisch gemittelte Wert für die die Streckgrenze Rp0,2 mit 2.078 MPa größer als 2.000 MPa. Gleichzeitig liegt die Bruchdehnung A5 mit Werten von 9,3% bis 9,8% (arithmetisch gemittelt 9,5%) deutlich über den Werten der Vergleichswerkstoffe. Auch die Brucheinschnürung Z liegt mit Werten von 30,3% bis 32,6% (arithmetisch gemittelt 31,5%) höher als die Brucheinschnürungen der Vergleichsproben. Nr. C [%] Si [%] Mn [%] Cr [%] Nb [%] V [%] B [%] Al [%] Ti [%] Rm [MPa] Rp0,2 [MPa] A5 [%] Z [%] 1 0,42 2,0 0,5 1,4 0,04 0,01 0,002 - - 2145 2078 9,5 31,5 2 0,34 0,2 1,4 0,1 - - 0,002 0,02 0,03 1664 1490 8,5 25 3 0,25 0,22 1,33 0,1 - - 0,002 0,03 0,04 1511 1300 8 27 4 0,43 0,23 0,8 1,05 - - - 0,03 - 2020 1750 6 21 5 0,7 0,35 1,5 - - - - - - 1970 1790 0,6 2 The following table lists steel alloys 1 to 5 of different chemical composition. The steel alloy no. 1 is the material as it is to be used in the pipe components according to the invention. The comparison material no. 2 corresponds to the alloy 34MnB5. The comparison material no. 3 corresponds to the alloy 25MnB5. The comparison material no. 4 corresponds to the alloy 42CrMo4. The comparative material no. 5 corresponds to the alloy 70Mn7. All steel alloys are delivered QT (QT = quenched and tempered, ie hardened and tempered). They have been tempered with a tempering temperature of 250 ° C. It is noticeable that the tensile strength Rm in the case of steel alloy No. 1 with an arithmetic mean value for the strength Rm of 2,145 MPa, which ranges from the value range from 2,138 MPa to 2,152 MPa, is greater than 2,100 MPa. In this case, the value arithmetically averaged over the value range from 2,072 MPa to 2,085 MPa for the yield strength Rp0,2 with 2,078 MPa is greater than 2,000 MPa. At the same time, the elongation at break A5, with values of 9.3% to 9.8% (arithmetically averaged 9.5%), is clearly above the values of the comparative materials. Also, the fracture waist Z is higher than the fracture constrictions of the comparative samples with values of 30.3% to 32.6% (arithmetically averaged 31.5%). No. C [%] Si [%] Mn [%] Cr [%] Nb [%] V [%] B [%] Al [%] Ti [%] Rm [MPa] Rp0.2 [MPa] A5 [%] Z [%] 1 0.42 2.0 0.5 1.4 0.04 0.01 0,002 - - 2145 2078 9.5 31.5 2 0.34 0.2 1.4 0.1 - - 0,002 0.02 0.03 1664 1490 8.5 25 3 0.25 0.22 1.33 0.1 - - 0,002 0.03 0.04 1511 1300 8th 27 4 0.43 0.23 0.8 1.05 - - - 0.03 - 2020 1750 6 21 5 0.7 0.35 1.5 - - - - - - 1970 1790 0.6 2

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Claims (14)

Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff zur Herstellung von dynamisch belasteten Rohrbauteilen, die in Gewichtsprozenten aus Kohlenstoff 0,32–0,45 Silizium 0,8–2,2 Mangan 0,1–0,8 Chrom 0,8–1,8 Stickstoff max. 0,015 Niob 0,01–0,08 Vanadium max. 0,4 Bor 0,001–0,005
Rest Eisen und üblicher Verunreinigungen besteht, wobei die Zugfestigkeit Rm des Rohrbauteils im vergüteten Zustand größer als 1.800 MPa und die Streckgrenze Rp0,2 größer als 1.600 MPa ist.Use of a steel alloy as a material for the production of dynamically loaded pipe components, in weight percent carbon 0.32 to 0.45 silicon 0.8-2.2 manganese 0.1-0.8 chrome 0.8-1.8 nitrogen Max. 0,015 niobium 0.01-0.08 vanadium Max. 0.4 boron 0.001-0.005
Residual iron and conventional impurities, wherein the tensile strength Rm of the pipe component in the quenched state greater than 1,800 MPa and the yield strength Rp0,2 greater than 1,600 MPa. Verwendung einer Stahllegierung nach Anspruch 1, die in Gewichtsprozenten aus Kohlenstoff 0,40–0,44 Silizium 1,5–2,2 Mangan 0,3–0,8 Chrom 1,1–1,5 Stickstoff 0,004–0,015 Niob 0,02–0,04 Vanadium 0,01–0,015 Bor 0,002–0,004
Rest Eisen und üblicher Verunreinigungen besteht, wobei die Zugfestigkeit Rm des Rohrbauteils im vergüteten Zustand größer als 1.800 MPa und die Streckgrenze Rp0,2 größer als 1.600 MPa ist.Use of a steel alloy according to claim 1, in weight percent carbon 0.40 to 0.44 silicon 1.5-2.2 manganese 0.3-0.8 chrome 1.1-1.5 nitrogen 0.004 to 0.015 niobium 0.02-0.04 vanadium 0.01 to 0.015 boron 0.002-0.004
Residual iron and conventional impurities, wherein the tensile strength Rm of the pipe component in the quenched state greater than 1,800 MPa and the yield strength Rp0,2 greater than 1,600 MPa. Verwendung einer Stahllegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im vergüteten Zustand des Rohrbauteils die Zugfestigkeit Rm größer als 2.000 MPa und die Streckgrenze Rp0,2 größer als 1.900 MPa ist.Use of a steel alloy according to claim 1 or 2, characterized in that in the tempered state of Pipe component, the tensile strength Rm greater than 2,000 MPa and the yield strength Rp0.2 greater than 1,900 MPa is. Verwendung einer Stahllegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im vergüteten Zustand des Rohrbauteils die Zugfestigkeit Rm größer als 2.100 MPa und die Streckgrenze Rp0,2 größer als 2.000 MPa ist.Use of a steel alloy according to claim 1 or 2, characterized in that in the tempered state of Pipe component, the tensile strength Rm greater than 2,100 MPa and the yield strength Rp0.2 greater than 2,000 MPa is. Verwendung einer Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im vergüteten Zustand des Rohrbauteils die Dehnung A5 größer als 9% ist.Use of a steel alloy according to one of the claims 1 to 4, characterized in that in the tempered state of the pipe component, the elongation A5 is greater than 9% is. Rohrbauteil hergestellt aus einer Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Abschreckgeschwindigkeit größer als 200 Kelvin/Sekunde wasservergütet ist.Pipe component made of a steel alloy according to one of claims 1 to 5, characterized that it is larger with a quenching speed than 200 Kelvin / second water-quenched. Rohrbauteil hergestellt aus einer Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anlasstemperatur von 250°C die Brucheinschnürung Z größer als 30% ist.Pipe component made of a steel alloy according to one of claims 1 to 5, characterized that at a tempering temperature of 250 ° C, the fracture constriction Z is greater than 30%. Rohrbauteil hergestellt aus einer Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sein Außendurchmesser in einem Bereich von 3 mm bis 150 mm liegt.Pipe component made of a steel alloy according to one of claims 1 to 5, characterized that its outer diameter is in a range of 3 mm to 150 mm. Rohrbauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser in einem Bereich von 8 mm bis 50 mm liegt.Pipe component according to claim 8, characterized in that that the outer diameter is in a range of 8 mm to 50 mm. Rohrbauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass seine Wanddicke zwischen 10% und 25% seines Außendurchmessers beträgt.Pipe component according to claim 8 or 9, characterized that its wall thickness between 10% and 25% of its outer diameter is. Rohrbauteil hergestellt aus einer Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Drehmoment übertragendes oder torsionsbelastetes Bauteil ist.Pipe component made of a steel alloy according to one of claims 1 to 5, characterized that it is a torque transmitting or torsionally loaded Component is. Rohrbauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es eine gerade oder gewundene Torsionsfeder oder eine Hohlwelle ist.Pipe component according to claim 11, characterized in that it is a straight or tortuous Torsi onsfeder or a hollow shaft is. Rohrbauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Randentkohlungstiefe maximal 50 μm beträgt.Pipe component according to one of claims 5 to 12, characterized in that the Randentkohlungstiefe maximum 50 microns. Rohrbauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlertiefe maximal 50 μm beträgt.Pipe component according to one of claims 5 to 13, characterized in that the error depth is 50 microns maximum is.
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