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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0100977 , die am 16. Juli 2015 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Bezug in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein hochfestes Material für hohle Stahlrohre mit erhöhter Korrosionslebensdauer.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung dar und bilden möglicherweise nicht den Stand der Technik.
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In jüngster Zeit wird aus Umweltschutzgründen eine Verbesserung der Kilometerleistung durch eine Gewichtsverringerung bei Transportmitteln, wie etwa Autos und Flugzeugen, zur Verringerung des Energieverbrauchs und zur Verringerung der Kohlendioxidemission gewünscht. Insbesondere wurde in der Automobilindustrie angestrebt, die Energiemenge, die pro Wegeinheit benötigt wird, durch Reduzieren des Gewichtes der Bauteile zu verringern, um die Kilometerleistung zu erhöhen.
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Wenn das Gewicht von Stahlbauteilen verringert wird, um das Gewicht von Fahrzeugbauteilen zu verringern, können aufgrund einer begrenzten Traglast pro Gewichtseinheit Probleme bezüglich der Sicherheit der Passagiere auftreten. Daher werden Forschungen zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit durchgeführt, um der Tendenz zum Einsatz von Fahrzeugbauteilen mit hoher Festigkeit zu genügen, und es werden bei einem Stabilisator oder einem Federmaterial, das in Fahrzeugen verwendet wird, die Erhöhung der Festigkeit, der Dehnbarkeit und der Korrosionslebensdauer angestrebt.
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Eine Verringerung des Gewichtes von Fahrzeugen wird durch das Aushöhlen und die Festigkeitserhöhung von Stahlmaterialien möglich. Wenn die Festigkeit der Materialien erhöht wird, nimmt jedoch die Korrosionsanfälligkeit nach Abblättern des Lacks, Abblätterung aufgrund von Steinschlag, etc. zu, und die Festigkeit verringert sich, und nach einer Beschädigung tritt ein Bruch schneller auf. Derzeit wird zur Lösung derartiger Probleme bei korrosionsanfälligen Flächen eine Doppellackierung etc. durchgeführt, jedoch erhöhen sich dadurch die Materialkosten, wie etwa durch die Lackierung, etc.
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Indessen wurden in letzter Zeit die Festigkeitserhöhung und die Gewichtsverringerung von Bauteilen eingesetzt, um hohe Leistungsfähigkeit, ein hohes Drehmoment und eine hohe Effizienz der Fahrzeuge zu realisieren. In dieser Hinsicht sollte das Gewicht des Stahles für Fahrwerkbauteile, wie etwa einen Stabilisator oder eine Feder, unter herkömmlicher Fahrzeuglast und Korrosionsbedingungen verringert werden, und somit sollten die Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit der Materialien mit in Betracht gezogen werden. Insbesondere kann die Korrosionslebensdauer eines Stabilisators aufgrund des Kontakts mit korrosiven Umgebungen während des Fahrens verringert werden, wenn die Materialien ausgehöhlt sind.
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In der herkömmlichen Technologie wird ein allgemeines Material (ST20B) oder ein hochfestes Material (ST23MnB) zur Erhöhung der Festigkeit von hohlen Stahlrohren verwendet, um die Verringerung des Gewichtes einer Trittleiste bzw. Trittstufe oder eines Stabilisators zu erzielen. Insbesondere wird in einem herkömmlichen Material Fe als Hauptbestandteil verwendet, und C, Si, Mn, Cr, Ni und B sind enthalten. In dem Fall eines hochfesten Materials wird Fe als Hauptbestandteil verwendet, und C, Si, Mn, Cr und B sind enthalten.
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Ein herkömmliches allgemeines Material weist eine Zugfestigkeit von 120 kgf/mm2 auf, während ein hochfestes Material eine Zugfestigkeit von 150 kgf/mm2 aufweist, was ungefähr 25% höher ist als diejenige des allgemeinen Materials. Das hochfeste Material weist jedoch eine verringerte Dehnbarkeit und eine erhöhte Korrosionsempfindlichkeit auf, was zu einem vorzeitigen Verschleiß der Bauteile führt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein hochfestes Material für hohle Stahlrohre bereit, das die Korrosionsbeständigkeit erhöhen kann, während es die Festigkeit und Dehnbarkeit verbessert, um den vorzeitigen Verschleiß der Bauteile aufgrund von erhöhter Korrosionsempfindlichkeit zu vermeiden.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein hochfestes Material für hohle Stahlrohre mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit bereitgestellt, wobei das hochfeste Material für hohle Stahlrohre Fe als Hauptbestandteil, 0,30 bis 0,40 Gew.-% C, 0,10 bis 0,40 Gew.-% Si, 1,10 bis 1,60 Gew.-% Mn, 0,20 bis 0,40 Gew.-% Cr, 0,50 bis 1,00 Gew.-% Ni und 0,001 bis 0,005 Gew.-% B umfasst.
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Das hochfeste Material für hohle Stahlrohre kann ferner Mo enthalten. Hier kann die Menge an Mo 0,20 bis 0,40 Gew.-% betragen.
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Das hochfeste Material für hohle Stahlrohre kann ferner Nb enthalten. Hier kann die Menge an Nb 0,05 bis 0,10 Gew.-% betragen.
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Das hochfeste Material für hohle Stahlrohre kann ferner Mo und Nb enthalten. Hier kann die Menge an Mo 0,20 bis 0,40 Gew.-% betragen, und die Menge an Nb kann 0,05 bis 0,10 Gew.-% betragen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine hohle Stabilisatorstange 1, die gemäß der vorliegenden Offenbarung aus dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre hergestellt ist, bereitgestellt.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Es ist davon auszugehen, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich dem Zweck der Erläuterung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
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ZEICHNUNGEN
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Zum besseren Verständnis der Offenbarung werden nun verschiedene beispielhafte Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein Diagramm darstellt, das die Ergebnisse eines Materialermüdungstests für ein hochfestes Material für hohle Stahlrohre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und für ein allgemeines Material und ein hochfestes Material als herkömmliche Technologien vergleicht; und
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2 stellt eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie dar, die mit einer Stabilisatorstange 1 ausgestattet ist, die unter Verwendung eines hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde.
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Darstellungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keinster Weise beschränken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Nutzung nicht beschränken. Es ist zu verstehen, dass überall in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Material für hohle Stahlrohre bereit, die als Stabilisator 1, Spiralfeder etc. verwendet werden können und eine im Vergleich zu herkömmlichen hochfesten Materialien um 20% erhöhte Zugfestigkeit, eine um 10% erhöhte Dehnbarkeit und eine um 30% oder mehr erhöhte Korrosionslebensdauer aufweisen.
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Um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, sollte die herkömmliche Dehnbarkeit oder mehr zusammen mit der Erhöhung der Festigkeit aufrechterhalten werden. Eine Verringerung des Gewichts und die Festigkeitstoleranz der Bauteile werden aufgrund der Carbidherstellung, der Verbesserung der Härtbarkeit und der Verfeinerung der Kristallkörner durch die Zugabe von Kohlenstoff (C) in einer Menge, die größer ist als eine herkömmlich verwendete Menge, und Molybdän (Mo) bereitgestellt. Wenn Niob (Nb) oder Molybdän (Mo) zugegeben wird, um eine Dehnbarkeit vergleichbar mit einer herkömmlichen Dehnbarkeit beizubehalten, kann die Verringerung der Stoßfestigkeit entsprechend der Erhöhung der Festigkeit durch Verfeinerung der Kristallkörner erzielt werden.
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Ferner sollte die Korrosionsbeständigkeit verbessert und die Korrosionslebensdauer des Materials erhöht werden, um die Korrosionsbeständigkeit eines hochfesten Materials für hohle Stahlrohe zu erhöhen. Demgemäß kann die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden, wenn das Wachsen einer Korrosionsgrube (wenn ein Teil eines Schutzfilms einer Metalloberfläche unter korrosiven Umweltbedingungen abgezogen wird, ist der abgezogene Teilbereich intensiv korrodiert oder eine Grube ist entstanden) durch die Zugabe von Nickel (Ni) gehemmt wird. Zudem werden Kristallkörner durch Zugabe von Nb verfeinert, und somit wird die Korrosionslebensdauer des Materials erhöht.
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Hier nachfolgend werden die Wirkungen, die durch die Zugabe jedes Legierungselementes auftraten, im Detail untersucht.
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Mit Bezug auf eine Legierung, in der die Gewichtsverhältnisse von Elementen erhöht werden, werden im Vergleich mit herkömmlichen Legierungen die Wirkungen aufgrund der Zugabe von C und die Wirkungen aufgrund der Zugabe von Ni untersucht. Mit zunehmender Menge an C als eines der fünf Grundelemente von Stahl erhöht sich die Festigkeit, die Härte verringert sich jedoch im Verhältnis. Dementsprechend ist es erwünscht, dass die Menge an C unter Berücksichtigung weiterer Legierungsbestandteile in geeigneter Weise aufrechterhalten wird. Ni unterdrückt das Wachsen einer Korrosionsgrube, wenn Stahl korrosiver Umgebung ausgesetzt wird, und hat somit ausgezeichnete die Korrosionsbeständigkeit erhöhende Wirkungen. Dementsprechend kann Ni neben Cr als Hauptlegierungsbestandteil verwendet werden, das rostfreiem Stahl zugegeben wird.
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Molybdän (Mo) und Niob (Nb), die herkömmlicherweise nicht verwendet werden, werden in der vorliegenden Offenbarung neu hinzugegeben. Hier werden die Wirkungen von Molybdän (Mo) und Niob (Nb) untersucht. Mo erhöht die Härtbarkeit von Stahl und trägt durch Carbidbildung zur Festigkeitserhöhung bei. Wenn Mo in einer geeigneten Menge zugegeben wird, wird die Temperversprödung unterdrückt und es sind Wirkungen beim Verfeinern von Kristallkörnern festzustellen. Nb verringert die Temperversprödung, und wenn eine große Menge an Nb zugegeben wird, verringert sich die Härtbarkeit. Demgemäß wird die Menge an Nb im Allgemeinen auf 0,10 Gew.-% oder weniger begrenzt.
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Die Wirkungen entsprechend der Zugabe von Legierungselementen werden oben untersucht. Hier nachfolgend werden die Prinzipien der Verbesserung der Materialeigenschaften durch Zugabe einer Legierung als Basis für die Auswahl von Legierungsbestandteilen untersucht.
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1. Nickel (Ni)
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Wenn Ni zugegeben wird, wird das Wachsen der Korrosionsgrube in einer Materialoberfläche unterdrückt, und somit wird die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Wenn Ni in einer Menge von weniger als 0,5 Gew.-% zugegeben wird, wird das Wachsen einer Korrosionsgrube nicht unterdrückt, und somit wird die Korrosionsbeständigkeit verringert. Wenn Ni in einer Menge von mehr als 1,0 Gew.-% zugegeben wird, sind andererseits die Verbesserungswirkungen bezüglich der Korrosionsbeständigkeit gering, und somit erhöhen sich die Herstellungskosten. In Tabelle 1 unten, wenn alle anderen Bestandteile die gleichen sind, werden die Unterschiede der Tiefen der Korrosionsgruben entsprechend einer Zugabemenge von Ni zusammenfassend dargestellt. [Tabelle 1]
| Ni-Gehalt (Gew.-%) | Tiefe der Korrosionsgrube (μm) |
| 0,20 | 470 |
| 0,40 | 390 |
| 0,60 | 260 |
| 0,80 | 140 |
| 1,00 | 90 |
| 1,20 | 80 |
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Wie in Tabelle 1 gezeigt, kann festgestellt werden, dass sich bei Erhöhen des Ni-Gehalts die Tiefe der Korrosionsgruben in einer Materialoberfläche verringert. Wenn jedoch der Gehalt an Ni 0,4 Gew.-% oder weniger beträgt, sind die Wirkungen entsprechend der Zugabe von Ni gering. Wenn der Gehalt an Ni mehr als 0,8 Gew.-% beträgt, sind jedoch die Wirkungen entsprechend der Zugabe an Ni gering, und somit erhöhen sich die Herstellungskosten. Demgemäß erhöht sich die Effizienz, wenn Ni in einer Menge von 0,6 bis 0,8 Gew.-% zugegeben wird. Wenn jedoch eine einfachere Materialhandhabung und die Herstellungskosten in Betracht gezogen werden, beträgt ein Gewichtsverhältnis von Ni in einer Ausführungsform 0,5 bis 1,0 Gew.-%.
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2. Molybdän (Mo)
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Wenn Mo ist zugegeben wird, wird die Vergröberung des ursprünglichen Austenits verhindert. [Tabelle 2]
| Inhalt an Mo (Gew.-%) | Größe des ursprünglichen austenitischen Kristallkorns | Bemerkung |
| 0 | 5 | Kristallkorn ist groß |
| 0,20 | 2 bis 3 | Kristallkorn wird klein |
| 0,40 | 1 bis 2 | Kristallkorn wird klein |
| 0,60 | 1 bis 2 | Kristallkorn wird nicht klein |
| 0,80 | 1 bis 2 | Kristallkorn wird nicht klein |
| 1,00 | 1 bis 2 | Kristallkorn wird nicht klein |
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In Tabelle 2, wenn alle anderen Bestandteile die gleichen sind, werden die Größen der ursprünglichen austenitischen Kristallkörner entsprechend einer Zugabemenge von Mo zusammenfassend dargestellt. Wie in Tabelle 2 gezeigt, kann festgestellt werden, dass bei zunehmenden zusätzlichen Mengen an Mo die Kristallkörner des Austenits klein werden. Jedoch kann festgestellt werden, dass sich in Bezug auf die Zugabe von Mo keine Wirkungen zeigen, selbst wenn die Zugabemenge an Mo mehr als 0,4 Gew.-% beträgt. Dementsprechend erhöht sich die Wirksamkeit, wenn Mo in einer Menge von 0,2 Gew.-% oder mehr zugegeben wird, und eine Veränderung in der Wirksamkeit ist gering, wenn Mo in einer Menge von 0,4 Gew.-% oder mehr zugegeben wird, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mo in einer Ausführungsform 0,2 bis 0,4 Gew.-% beträgt, wenn die Herstellungskosten berücksichtigt werden.
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3. Niob (Nb)
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Wenn Nb zugegeben wird, wird die Verringerung der Zähigkeit verhindert, und die Korrosionslebensdauer eines Materials erhöht sich aufgrund der Verfeinerung der Kristallkörner. Dies kann anhand der unten stehenden Mathematischen Gleichung 1 gezeigt werden.
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[Mathematische Gleichung 1]
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σ0 = σi + K'd–1/2
- σ0
- = STRECKSPANNUNG, ZÄHIGKEIT
- σ1
- = REIBUNGSKOEFFIZIENT DER DISLOKATIONSMOBILITÄTSSTÖRUNG
- K'
- = BARRIERE-INTEGRATIONSKONSTANTE DER DISLOKATION
- d
- = DURCHMESSER DES KRISTALLKORNS
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Es kann anhand der Mathematischen Gleichung 1 als Hall-Petch-Beziehung festgestellt werden, dass sich Festigkeit und Zähigkeit mit abnehmendem Kristallkorndurchmesser erhöhen. Hier kann festgestellt werden, dass sich die Entwicklung von Rissen mit abnehmendem Kristallkorndurchmesser erhöht und somit das Fortschreiten der Risse erschwert wird, wodurch die Korrosionslebensdauer ansteigt.
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Ferner werden in Tabelle 3 unten die Festigkeit und Dehnbarkeit entsprechend den Zugabemengen von Nb verglichen. Wie in Tabelle 3 unten gezeigt, kann festgestellt werden, dass die Dehnbarkeit entsprechend den Zugabenmengen von Nb variiert.
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Bei TEST #1 werden 0,02 Gew.-% Nb zugegeben. Als Ergebnis beträgt die Festigkeit 1,793 MPa, und die Dehnbarkeit beträgt 10,3%.
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Bei TEST #2 werden 0,06 Gew.-% Nb zugegeben. Als Ergebnis beträgt die Festigkeit 1,802 MPa, und die Dehnbarkeit beträgt 14,9%. Demgemäß unterscheidet sich die Festigkeit nicht wesentlich, die Dehnbarkeit ist jedoch deutlich erhöht.
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Bei TEST #3 werden 0,12 Gew.-% Nb zugegeben. Als Ergebnis beträgt die Festigkeit 1,831 MPa, und die Dehnbarkeit beträgt 15,0%.
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Anhand von Tabelle 3 kann festgestellt werden, dass sich bei TEST #3, bei dem 0,12 Gew.-% Nb zugegeben werden, im Vergleich zu TEST #2, bei dem 0,06 Gew.-% Nb zugegeben werden, die Festigkeit und die Dehnbarkeit nur geringfügig erhöht haben. Demgemäß beträgt die Menge an Nb in einer Ausführungsform 0,05 bis 0,10 Gew.-%, wenn die mechanischen Eigenschaften und die Herstellungskosten berücksichtigt werden. [Tabelle 3]
| Klassifizierung | Chemische Bestandteile (Gew.-%) | Festigkeit (MPa) | Dehnbarkeit (%) |
| TEST #1 | C:0,35 – Si:0,27 – Mn:1,32 – Cr:0,35 – Ni:0,71 – B:0,002 – Mo:0,3 – Nb:0,02 | 1.793 | 10,3 |
| TEST #2 | C:0,34 – Si:0,29 – Mn:1,40 – Cr:0,35 – Ni:0,73 – B:0,002 – Mo:0,3 – Nb:0,06 | 1.802 | 14,9 |
| TEST #2 | C:0,35 – Si:0,30 – Mn:1,37 – Cr:0,37 – Ni:0,70 – B:0,003 – Mo:0,3 – Nb:0,12 | 1.831 | 15,0 |
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In Tabelle 4 unten werden die Festigkeiten des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung und der Materialien gemäß den herkömmlichen Technologien zusammenfassend dargestellt. In den herkömmlichen Technologien enthält das allgemeine Material im Allgemeinen C, Si, Mn, Cr, Ni und B, und das hochfeste Material enthält im Allgemeinen C, Si, Mn, Cr und B.
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In dem hochfesten Material für hohle Stahlrohe gemäß der vorliegenden Offenbarung werden im Vergleich zu den herkömmlichen Technologien die Gewichtsverhältnisse von C und Ni erhöht, und Mo und Nb werden neu zugegeben.
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In dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung liegt C bevorzugt in einer Menge von 0,30 bis 0,5 Gew.-% vor. Bei dem hochfesten Material für Stahlrohre verringert sich die Festigkeit, wenn die Menge an C weniger als 0,30 Gew.-% beträgt, und die Formbarkeit verringert sich, wenn die Menge an C mehr als 0,40 Gew.-% beträgt.
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Zudem beträgt in dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre der vorliegenden Offenbarung die Menge an Ni in einer Ausführungsform 0,50 bis 1,0 Gew.-%. In dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre verringern sich die Unterdrückungseffekte für das Wachsen von Korrosionsgruben, und somit verringert sich die Korrosionsbeständigkeit, wenn die Menge an Ni weniger als 0,50 Gew.-% beträgt, und die Handhabung der Materialien gestaltet sich schwierig und Herstellungskosten erhöhen sich, wenn die Menge an Ni mehr als 1,00 Gew.-% beträgt.
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Ferner wird zu dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre der vorliegenden Offenbarug Mo in einer Ausführungsform in einer Menge von 0,20 bis 0,40 Gew.-% zugegeben. Wenn die Menge an Mo weniger als 0,20 Gew.-% beträgt, verringert sich bei dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre die Härtbarkeit des Stahls, und somit wird kein Carbid gebildet, wodurch sich die Festigkeit verringert. Wenn die Menge an Mo mehr als 0,40 Gew.-% beträgt, erhöht sich andererseits die Härtbarkeit nicht wesentlich, und die Herstellungskosten erhöhen sich.
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Ferner wird bei dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre der vorliegenden Offenbarung Nb in einer Ausführungsform in einer Menge von 0,05 bis 0,10 Gew.-% zugegeben. In dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre beträgt die Menge an Nb weniger als 0,05 Gew.-%, die Kristallkörner werden nicht verfeinert, und somit verringert sich die Zähigkeit, wodurch sich die Korrosionslebensdauer des Materials erhöht. Wenn die Menge an Nb mehr als 0,10 Gew.-% beträgt, sind andererseits die Verbesserungswirkungen bezüglich der Dehnbarkeit gering, und die Herstellungskosten erhöhen sich.
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Mit Bezug auf Tabelle 4 kann festgestellt werden, dass die Materialien gemäß herkömmlichen Technologien eine Festigkeit von 120 K bis 150 K aufweisen, das hochfeste Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung jedoch eine erhöhte Festigkeit von 180 K aufweist. [Tabelle 4]
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Wie oben beschrieben, erhöhen sich durch die Zugabe von C und Ni in einer erhöhten Menge im Vergleich zu den herkömmlichen Materialien und durch die Neuzugabe von Nb und Mo zu dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit und Dehnbarkeit), d. h. die Zugfestigkeit ist im Vergleich mit dem herkömmlichen hochfesten Material um 20% erhöht und die Dehnbarkeit ist um 10% erhöht. Ferner sind die Kristallkörner des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung um ungefähr 1/3 (eine Kristallkorngröße von 33 μm in den herkömmlichen Materialien wird auf 12 μm in dem Material gemäß der vorliegenden Offenbarung verfeinert) verfeinert, und somit werden die Materialeigenschaften verbessert. Ferner erhöht sich in dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre der vorliegenden Offenbarung im Vergleich mit dem hochfesten Material gemäß der herkömmlichen Technologie die Ermüdungsfestigkeit um 20%, und die Korrosionsbeständigkeit erhöht sich um 40%.
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[Beispiel]
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Unter den hochfesten Materialien für hohle Stahlrohre, einschließlich Fe als ein Hauptbestandteil, 0,30 bis 0,40 Gew.-% C, 0,10 bis 0,40 Gew.-% Si, 1,10 bis 1,60 Gew.-% Mn, 0,20 bis 0,40 Gew.-% Cr, 0,50 bis 1,00 Gew.-% Ni, 0,001 bis 0,005 Gew.-% B, 0,20 bis 0,40 Gew.-% Mo und 0,05 bis 0,10 Gew.-% Nb, wurde ein hochfestes Material für hohle Stahlrohre, das Fe als Hauptbestandteil, 0,34 Gew.-% C, 0,29 Gew.-% Si, 1,40 Gew.-% Mn, 0,35 Gew.-% Cr, 0,73 Gew.-% Ni, 0,002 Gew.-% B, 0,3 Gew.-% Mo und 0,06 Gew.-% Nb enthält, gemäß TEST #2 getestet. Die Ergebnisse sind wie folgt. [Tabelle 5]
| Stahlsorte | Zugfestigkeit (MPa) | Dehngrenze (MPa) | Dehnbarkeit (%) |
| Allgemeines Material: ST20B | 1.244 | 1.133 | 14,6 |
| Hochfestes Material: ST23MnB | 1.520 | 1.310 | 13,4 |
| Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung (TEST #2) | 1.802 | 1.493 | 14,9 |
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In Tabelle 5 werden die Eigenschaften der unter den gleichen Bedingungen wie bei einem herkömmlichen Massenproduktionsprozess hergestellten Materialien zusammenfassend dargestellt. Anhand von Tabelle 5 kann festgestellt werden, dass in dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung die Zugfestigkeit im Vergleich zu dem herkömmlichen Material oder dem hochfesten Material gemäß der herkömmlichen Technologie um 282 MPa oder mehr erhöht ist. Ferner kann festgestellt werden, dass das hochfeste Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Erfindung eine Dehnbarkeit von 14,9% aufweist, während das hochfeste Material gemäß der herkömmlichen Technologie eine Dehnbarkeit von 13,4% aufweist, d. h. die Dehnbarkeit des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung ist im Vergleich zu der des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre nach dem herkömmlichen Stand der Technik erhöht.
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Ferner kann festgestellt werden, dass in dem hochfesten Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung die Kristalle aufgrund der Zugabe von Mo und Nb verfeinert sind und somit die Größe eines Kristallkorns 12 μm beträgt. Ferner kann festgestellt werden, dass das Material für hochfeste hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung im Vergleich mit einer Kristallkorngröße von 33 μm des hochfesten Materials gemäß der herkömmlichen Technologie verfeinert ist.
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1 zeigt die Ergebnisse der Bewertung der Dauerfestigkeit des Materials. Während eine Dauerfestigkeit des hochfesten Materials gemäß der herkömmlichen Technologie 40 K beträgt, ist die Dauerfestigkeit des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung um 20% oder mehr erhöht.
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Ferner wurde zur Bewertung der Korrosionslebensdauer ein Lackierungsfilm durch Steinschlag zwangsweise abgezogen, und anschließend wurde Korrosion auf einer Oberfläche erzeugt, indem eine 5%ige NaCl-Lösung (Salzsprühen) 360 Stunden lang bei 35°C wiederholt aufgesprüht/getrocknet wurde. Anschließend wurde die Korrosionslebensdauer (Korrosionsbeständigkeit) bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 unten zusammengefasst. [Tabelle 6]
| Klassifizierung | Herkömmliche Technologie | Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung (TEST #2) |
| Allgemeines Material | Hochfestes Material |
| Erste Bewertung | 460.759 | 268.073 | 431.102 |
| Zweite Bewertung | 539.302 | 367.950 | 507.894 |
| Dritte Bewertung | 442.668 | 359.007 | 463.552 |
| Durchschnitt | 480.909 | 331.677 | 467.516 |
| Bemerkung | 97,2% mit Bezug auf allgemeines Material (fast gleich)
41% höher mit Bezug auf hochfestes Material |
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Anhand von Tabelle 6 kann festgestellt werden, dass in dem Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu dem hochfesten Material gemäß der herkömmlichen Technologie die Ermüdungslebensdauer aufgrund von Korrosion um 41% oder mehr erhöht ist.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung können durch das Herstellen eines Stabilisatorstange 1 oder einer Spiralfeder und Anwenden derselben bei Fahrzeugen unter Verwendung des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung mit erhöhter Festigkeit, Dehnbarkeit und Korrosionsbeständigkeit die Korrosionsbeständigkeit und die Festigkeit der Fahrzeuge im Vergleich zu dem Fall, bei dem das herkömmliche hochfeste Material verwendet wird, erhöht werden. Demgemäß wird die Korrosionslebensdauer der Fahrzeuge erhöht, wodurch die Dauerhaftigkeit erhöht wird und sich die Vermarktbarkeit der Fahrzeuge erhöhen kann.
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Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, kann das hochfeste Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung die Zugfestigkeit und die Dehnbarkeit im Vergleich zu dem herkömmlichen hochfesten Material verbessern.
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Zudem kann das hochfeste Material für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung die Korrosionslebensdauer und die Korrosionsbeständigkeit durch Verfeinern einer Kristallkorngröße verbessern.
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Wenn eine Stabilisatorstange unter Verwendung des hochfesten Materials für hohle Stahlrohre gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt wird, erhöhen sich ferner die Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Korrosionslebensdauer im Vergleich zu dem Fall, bei dem das herkömmliche hochfeste Material verwendet wird. Dementsprechend kann sich die Dauerhaftigkeit erhöhen.
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Zudem kann der Korrosionswiderstand einer Stabilisatorstange durch die vorliegende Offenbarung erhöht werden, was die Vermarktbarkeit von massenproduzierten Fahrzeuge einschränken und die Wirtschaftlichkeit und Markenbekanntheit erhöhen kann, da besondere Maßnahmen (z. B. Zweifachbeschichtungen, etc.) aufgrund von herkömmlichen Korrosionswiderstandsdefiziten nicht verwendet werden.
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Als weitere Wirkungen der vorliegenden Offenbarung kann das hochfeste Materials für hohle Stahlrohre der vorliegenden Offenbarung ferner die Sicherheit erhöhen und eine längere Lebensdauer der hochfesten hohlen Stahlrohre mit breiterer Anwendbarkeit bereitstellen.
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Obwohl die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu erläuternden Zwecken mit aufgenommen wurden, werden Fachleute würdigen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung, wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0100977 [0001]
