DE102020131993A1

DE102020131993A1 - Pressgehärteter hochleistungsstahl

Info

Publication number: DE102020131993A1
Application number: DE102020131993.2A
Authority: DE
Inventors: Qi Lu; Jianfeng Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2021-06-24
Also published as: CN113025877A; US20210189531A1

Abstract

Eine pressgehärtete Stahlkomponente umfasst nach einer Warmverformung eine Legierungszusammensetzung, die Kohlenstoff mit einer Konzentration von größer als oder etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder etwa 0,2 Gew.-%, Chrom mit einer Konzentration von größer als oder etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder etwa 6 Gew.-%, Mangan mit einer Konzentration von größer als oder etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder etwa 4,5 Gew.-%, Silizium mit einer Konzentration von größer als oder etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder etwa 2,5 Gew.-% umfasst und ein Rest der Legierungszusammensetzung Eisen ist, wobei die pressgehärtete Stahlkomponente, die mehr als oder 90 Vol.-% Martensit und Bainit umfasst, eine Endzugfestigkeit von mehr als oder etwa 800 Megapascal bis kleiner als oder etwa 1.200 Megapascal und einen VDA 238-100 Biegewinkel von mehr als oder etwa 60° bis kleiner als oder etwa 80° aufweist.

Description

Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformation bezogen auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht notwendigerweise Stand der Technik ist.
Ein pressgehärteter Stahl (PHS), der auch als „heißgeprägter Stahl“ oder „warmgeformter Stahl“ bezeichnet wird, ist einer der stärksten Stähle, der für Karosseriestrukturanwendungen in Automobilen verwendet wird. In bestimmten Anwendungen kann PHS Zugfestigkeitseigenschaften von etwa 1.500 Megapascal (MPa) aufweisen. Ein derartiger Stahl weist wünschenswerte Eigenschaften auf, einschließlich der Bildung von Stahlkomponenten mit signifikanten Zunahmen in Festigkeit-Gewichts-Verhältnissen. PHS-Komponenten sind in verschiedenen Industrien und Anwendungen immer häufiger geworden, einschließlich der allgemeinen Herstellungs-, Bauausrüstungs-, Automobil- oder anderen Transportindustrien, Heim- oder Industriestrukturen und dergleichen. Beispielsweise ist bei der Herstellung von Fahrzeugen, insbesondere Automobilen, eine kontinuierliche Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und - Leistung wünschenswert; daher wurden PHS-Komponenten zunehmend verwendet. PHS-Komponenten werden häufig zum Bilden von lasttragenden Komponenten, wie Türträgern verwendet, die gewöhnlicherweise hochfeste Materialien erfordern. Somit ist der fertige Zustand dieser Stähle ausgelegt, um eine hohe Festigkeit und genug Duktilität aufzuweisen, um äußeren Kräften zu widerstehen, wie beispielsweise dem Eindringen in den Fahrgastraum ohne Bruch zu widerstehen sowie den Insassen Schutz bereitzustellen. Außerdem können galvanisierte PHS-Komponenten einen kathodischen Schutz bereitstellen.
Viele PHS-Prozesse beinhalten die Austenitisierung eines Stahlblechrohlings in einem Ofen, unmittelbar gefolgt vom Pressen und Abschrecken des Blechs in Matrizen. Die Austenitisierung wird typischerweise im Bereich von etwa 880 °C bis 950 °C durchgeführt. PHS-Prozesse können indirekt oder direkt sein. Bei dem direkten Verfahren wird die PHS-Komponente gleichzeitig zwischen Matrizen geformt und gepresst, was den Stahl abschreckt. Bei dem indirekten Verfahren wird die PHS-Komponente vor der Austenitisierung und den anschließenden Press- und Abschreckungsschritten in eine Zwischenpartialform kaltverformt. Das Abschrecken der PHS-Komponente härtet die Komponente durch Umwandlung der Mikrostruktur von Austenit in Martensit. Eine Oxidschicht bildet sich häufig während der Übergabe aus dem Ofen zu den Matrizen. Daher muss nach dem Abschrecken das Oxid aus der PHS-Komponente und den Matrizen entfernt werden. Das Oxid wird typischerweise durch Kugelstrahlen entfernt, d.h., entzundert.
Die PHS-Komponente kann aus einer blanken oder einer Aluminium-Silizium (Al-Si) beschichteten Legierung unter Verwendung des direkten Verfahrens oder aus Zinkbeschichtetem PHS unter Verwendung des direkten Verfahrens oder indirekten Verfahrens hergestellt werden. Die Beschichtung der PHS-Komponente stellt eine Schutzschicht (z.B. galvanischer Schutz) auf der darunterliegenden Stahlkomponente bereit. Zinkbeschichtungen bieten kathodischen Schutz; die Beschichtung wirkt als eine Opferschicht und korrodiert anstatt der Stahlkomponente, sogar wo der Stahl freigelegt ist. Derartige Beschichtungen erzeugen ebenfalls Oxide auf den Oberflächen der PHS-Komponenten, die durch Kugelstrahlen entfernt werden. Demgemäß sind Legierungszusammensetzungen erwünscht, die keine Beschichtungen oder andere Behandlungen erfordern.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung des gesamten Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Technologie eine pressgehärtete Stahlkomponente nach Warmverformung bereit, die eine Legierungszusammensetzung umfasst, die umfasst: Kohlenstoff (C) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-%, Chrom (Cr) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 6 Gew.-%, Mangan (Mn) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Silizium (Si) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-%, und ein Rest der Legierungszusammensetzung der Eisen (Fe) ist, wobei die pressgehärtete Stahlkomponente größer als oder gleich 90 Vol.-% Martensit und Bainit umfasst und eine Endzugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 800 Megapascal bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 Megapascal und einen VDA 238-100 Biegewinkel von größer als oder gleich etwa 60° bis kleiner als oder gleich etwa 80° aufweist.
In einem Aspekt umfasst die Legierungszusammensetzung ferner Molybdän (Mo) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Niob (Nb) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Vanadium (V) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-% oder ein Kombination davon kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.- %, Bor (B) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-%, Stickstoff (N) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,008 Gew.-%, und Nickel (Ni) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 5 Gew.-%.
In einem Aspekt ist die Niob (Nb) bei einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,02 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,04 Gew.-%.
In einem Aspekt umfasst die Legierungszusammensetzung Cr mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% und Si mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%.
In einem Aspekt umfasst die Legierungszusammensetzung C mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,08 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,12 Gew.-%, Mn mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Cr mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% und Si mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%.
In einem Aspekt umfasst die pressgehärtete Stahlkomponente ferner eine erste Oberflächenschicht, die Oxide umfasst und eine Dicke von größer als oder gleich etwa 0,01 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 µm aufweist, wobei die erste Oberflächenschicht kontinuierlich ist.
In einem Aspekt ist das Oxid der ersten Oberflächenschicht mit Cr und Si angereichert.
In einem Aspekt ist die pressgehärtete Stahlkomponente frei von jeglicher aufgebrachten Oberflächenbeschichtung.
In einem Aspekt wurde die Legierungszusammensetzung einem Abschreckungsprozess unterzogen.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorhandene Technologie eine Automobilkomponente aus pressgehärtetem Stahl nach Warmverformung bereit, die eine Legierungsmatrix mit einer Legierungszusammensetzung umfasst, die Kohlenstoff (C) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-%, Chrom (Cr) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 6 Gew.-%, Mangan (Mn) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Silizium (Si) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-% aufweist und ein Rest der Legierungszusammensetzung Eisen (Fe) ist, wobei die Legierungsmatrix größer als oder gleich 90 Vol.-% Martensit und Bainit, eine kontinuierliche Oberflächenschicht umfasst, die direkt auf der Legierungsmatrix angeordnet ist, wobei die kontinuierliche Oberflächenschicht eine Dicke von größer als oder gleich etwa 0,01 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 µm aufweist und ein Oxid umfasst, das mit Chrom (Cr) und Silizium (Si) angereichert ist, wobei die pressgehärtete Stahlkomponente eine Endzugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 800 Megapascal bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 Megapascal und einen VDA 238-100 Biegewinkel von größer als oder gleich etwa 60° bis kleiner als oder gleich etwa 80° aufweist.
In einem Aspekt umfasst die Legierungszusammensetzung ferner Molybdän (Mo) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Niob (Nb) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Vanadium (V) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-% oder eine Kombination davon kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Bor (B) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-%, Stickstoff (N) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,008 Gew.-% und Nickel (Ni) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 5 Gew.-%.
In einem Aspekt ist das Niob (Nb) bei einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,02 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,04 Gew.-%
In einem Aspekt umfasst die Legierungsmatrix Martensit und Bainit mit einer Konzentration größer als oder gleich etwa 90 Vol.-%, Ferrit mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich 5 Vol.-% und Austenit mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich 10 Vol.-%.
In einem Aspekt umfasst die Legierungszusammensetzung ferner das C mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,08 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,12 Gew.-%, das Mn mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, das Cr mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% und das Si mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%.
In einem Aspekt ist die Automobilkomponente aus pressgehärteten Stahl frei von jeglicher aufgebrachten Oberflächenbeschichtung.
In einem Aspekt weist der pressgehärtete Stahl eine Endzugfestigkeit (UTS) von größer als oder gleich etwa 1.000 Megapascal auf.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Technologie ebenfalls ein Verfahren zum Bilden einer pressgehärteten Stahlkomponente bereit; wobei das Verfahren umfasst: das Erhitzen eines Rohlings einer Stahllegierung auf eine Temperatur über einer oberen kritischen Temperatur (Ac3) der Legierungszusammensetzung, um einen erhitzten Rohling zu bilden, der Austenit umfasst, wobei die obere kritische Temperatur größer als oder gleich etwa 880 °C bis kleiner als oder gleich etwa 950 °C ist, wobei die Stahllegierung unbeschichtet ist und Chrom (Cr) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 6 Gew.-%, Kohlenstoff (C) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-%, Mangan (Mn) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Silizium (Si) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-% und ein Rest der Legierungszusammensetzung Eisen ist; Prägen des erhitzten Rohlings in eine vordefinierte Form, um eine geprägte Komponente zu bilden; und Abschrecken der geprägten Komponenten mit einer konstanten Rate auf eine Temperatur kleiner als oder gleich etwa einer Martensit-Finish (Mf) Temperatur der Stahllegierung und größer als oder gleich etwa Zimmertemperatur, um die pressgehärtete Stahlkomponente mit einer Zugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 800 Megapascal bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 Megapascal und einem Biegewinkel von größer als oder gleich etwa 60° bis kleiner als oder gleich etwa 80° zu bilden, wobei das Verfahren frei von einem Schritt des Entzunderns ist und die pressgehärtete Stahlkomponente frei von irgendeiner aufgebrachten Beschichtung ist.
In einem Aspekt umfasst das Abschrecken ein Verringern der Temperatur des Stanzobjekts mit einer Rate von größer als oder gleich etwa 20 °C/s bis das Stanzobjekt eine Temperatur unter Martensit-Finish (Mf) Temperatur der Stahllegierung für größer als oder gleich etwa 120 Sekunden bis kleiner als oder gleich etwa 1.000 Sekunden erreicht.
In einem Aspekt ist die pressgehärtete Stahlkomponente frei von jeglicher Beschichtung, die Zink (Zn), Aluminium (AI), Silizium (Si) und Kombinationen davon umfasst.
In einem Aspekt ist das Verfahren ist frei von Voroxidieren der Stahllegierung, Beschichten des geformten Stahlobjekts und Kugelstrahlen.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit werden aus der hier bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind lediglich für Zwecke der Veranschaulichung bestimmt und sind nicht bestimmt, den Umfang der vorliegende Offenbarung zu begrenzen.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen sind lediglich für zu veranschaulichenden Zwecken ausgewählte Ausführungsformen und sind nicht bestimmt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränken.

1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer pressgehärteten Stahlstruktur gemäß verschiedener Aspekten der aktuellen Technologie veranschaulicht.
2 ist eine graphische Darstellung, die Temperatur versus Zeit für ein Warmpressverfahren zeigt, das verwendet wird, um eine Stahllegierung gemäß verschiedener Aspekte der aktuellen Technologie zu verarbeiten.
3 ist eine Veranschaulichung eines Querschnitts eines pressgehärteten Stahls gemäß verschiedener Aspekte der aktuellen Technologie.
4 ist ein Bild eines Stahls, der aus einer Legierungszusammensetzung hergestellt ist, gemäß verschiedenen Aspekten der aktuellen Technologie.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden beispielhafte Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung umfassend sein wird und dem Fachmann den Umfang vollständig vermitteln wird. Es werden zahlreiche spezifische Einzelheiten angegeben, wie beispielsweise spezifische Zusammensetzungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein umfassendes Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Dem Fachmann auf diesem Gebiet wird klar sein, dass spezifische Einzelheiten nicht benutzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können und dass keine ausgelegt werden sollte, den Umfang der Offenbarung zu beschränken. In einigen beispielhaften Ausführungen werden gut bekannte Verfahren, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht im Einzelnen beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie ist lediglich zum Zwecke der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen bestimmt und soll nicht beschränkend sein. Die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ können so gedacht sein, dass sie ebenfalls die Pluralformen umfassen, wenn der Kontext nicht klar etwas anderes vorgibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „enthaltend/beinhaltend“ und „aufweisend“ sind einschließlich und spezifizieren daher das Vorliegen angegebener Merkmale, Elemente, Zusammensetzungen, Schritte, ganzer Zahlen, Arbeitsgänge und/oder Komponenten, schließen jedoch das Vorhandensein oder den Zusatz eines/er anderen oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schrittes/n, Arbeitsgangs/Arbeitsgänge, Elementen, Komponente/n und/oder Gruppe/n davon nicht aus. Obgleich der offene Ausdruck „umfassend“ als ein nicht beschränkender Ausdruck zu verstehen ist, der verwendet wird, um verschiedene dieser Ausführungsformen zu beschreiben und zu beanspruchen, kann der Ausdruck alternativ jedoch als ein stärker beschränkender und restriktiverer Ausdruck verstanden werden, wie beispielsweise „bestehend aus“ oder „im Wesentlichen bestehend aus“. Für eine gegebene Ausführungsform, die Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganze Zahlen, Arbeitsgänge und/oder Verfahrensschritte nennt, umfasst die vorliegende Erfindung somit spezifisch ebenfalls Ausführungsformen, die aus solchen angegebenen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elementen, Merkmalen, ganzen Zahlen, Arbeitsgängen und/oder Verfahrensschritten bestehen oder im Wesentlichen aus diesen bestehen. Im Fall von „bestehend aus“ schließt die alternative Ausführungsform jegliche zusätzliche Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, ganze Zahlen, Arbeitsgänge und/oder Verfahrensschritte aus, während im Fall von „im Wesentlichen bestehend aus“ jegliche zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganze Zahlen, Arbeitsgänge und/oder Verfahrensschritte, welche die grundlegenden und neuen Charakteristika materiell beeinträchtigen, von einer solchen Ausführungsform ausgeschlossen sind, jedoch jede beliebige Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganze Zahlen, Arbeitsgänge und/oder Verfahrensschritte, die die grundlegenden und neuen Charakteristika nicht materiell beeinträchtigen, in der Ausführungsform umfasst sein können.
Jegliche Verfahrensschritte, Verfahren und Arbeitsgänge, die hier beschrieben werden, sind nicht derart auszulegen, dass ihre Durchführung notwendigerweise in der bestimmten Reihenfolge, die erläutert oder veranschaulicht ist, erforderlich ist, es sei denn, sie sind spezifisch als eine Durchführungsreihe gekennzeichnet. Es sei ebenfalls zu verstehen, dass zusätzliche oder alternative Schritte benutzt werden können, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Wenn eine Komponente, ein Element oder eine Schicht als „an“, „im Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt an“ einem/ein Element oder einer/eine Schicht bezeichnet wird, so kann es/sie direkt auf, im Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt an der/die Komponente, dem Element oder der Schicht sein oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn dagegen ein Element als „direkt an“, „direkt im Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt an“ einem/einen anderen/s Element oder eine/r anderen Schicht bezeichnet wird, dürfen keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Ausdrücke, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnlicher Art und Weise interpretiert werden (zum Beispiel „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „angrenzend“ versus „direkt angrenzend“ bzw. „benachbart“ versus „direkt benachbart“, usw.). Der Ausdruck „und/oder“, wie hier verwendet wird, umfasst eine beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Elemente.
Obwohl die Begriffe erstes, zweites, drittes usw. hier zur Beschreibung verschiedener Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe begrenzt sein, sofern nicht anders angegeben. Diese Begriffe können nur verwendet werden, um einen Schritt, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Schritt, Element, einer anderen Komponente, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie „erster“, „zweiter“ und andere numerische Ausdrücke implizieren, wenn sie hier verwendet werden, keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, dies wird durch den Kontext klar angegeben. Somit können ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend erläutert werden, als ein zweiter Schritt, ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Räumlich oder zeitlich relative Ausdrücke, wie beispielsweise „vor“, „nach“, „innen“, „außen“, „unterhalb“, „unten“, „niedriger“, „über“, „obere/r/s“ und dergleichen, können hier zur Beschreibungsvereinfachung verwendet werden, um die Beziehung eines Elemente oder Merkmals zu einem anderen Element (anderen Elementen) oder Merkmal (Merkmalen) zu beschreiben, wie sie in den Figuren dargestellt ist. Räumlich oder zeitlich relative Ausdrücke können verschiedene Orientierungen der Vorrichtung oder des Systems im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der Orientierung, die in den Figuren gezeigt ist, umfassen.
Durch diese Offenbarung hindurch stellen die numerischen Werte genäherte Messgrößen oder Grenzen für Bereiche dar, um geringere Abweichungen von den gegebenen Werten und Ausführungsformen, die etwa den genannten Wert aufweisen, so wie solche, die exakt den genannten Wert aufweisen, zu umfassen. Alle numerischen Werte von Parametern (z.B. von Mengen oder Bedingungen) in dieser Beschreibung, einschließlich der beigefügten Ansprüche, sind so zu verstehen, als wären sie in allen Fällen durch den Ausdruck „etwa“ modifiziert, ob „etwa“ tatsächlich vor dem numerischen Wert steht oder nicht. „Etwa“ gibt an, dass der angegebene numerische Wert eine leichte Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Näherung zur Genauigkeit im Wert; ungefähr oder vernünftig nahe an dem Wert; nahezu). Wenn die Ungenauigkeit, die durch „etwa“ bereitgestellt wird, auf dem Fachgebiet mit dieser normalen Bedeutung nicht anders verstanden wird, dann gibt „etwa“, wie es hier verwendet wird, wenigstens Schwankungen an, die durch normale Messverfahren und unter Verwendung solcher Parameter auftreten können. Beispielsweise kann „etwa“ eine Variation von kleiner als oder gleich 5%, optional kleiner als oder gleich 4%, optional kleiner als oder gleich 3%, optional kleiner als oder gleich 2%, optional kleiner als oder gleich 1%, optional kleiner als oder gleich 0,5% und in bestimmten Aspekten optional kleiner als oder gleich 0,1% umfassen.
Außerdem umfasst die Offenbarung von Bereichen die Offenbarung aller Werte und weiter aufgeteilter Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs, einschließlich Endpunkten und Unterbereichen, die für die Bereiche angegeben sind.
Beispielhafte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Wie obenstehend erläutert, gibt es bestimmte Nachteile, die dem Entzundern pressgehärteter Stahle und der Beschichtung pressgehärteter Stahle zugeordnet sind. Demgemäß stellt die aktuelle Technologie eine Stahllegierung bereit, die konfiguriert ist, um in eine pressgehärtete Komponente mit einer vordefinierten Form ohne Beschichtungen und ohne eine Notwendigkeit, Entzundern durchzuführen, heißgeprägt zu werden. In verschiedenen Aspekten werden die Stahllegierungen einem Warmumformprozess unterzogen, beispielsweise einem Presshärtungsprozess, um eine pressgehärtete Komponente zu bilde. Diese pressgehärteten Komponenten können Zwischenfestigkeitsgrade aufweisen, beispielsweise ein Endzugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 800 MPa bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 MPa, während ebenfalls hohe Zähigkeitsgrade aufgezeigt werden. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kann hohe Zähigkeit durch Biegewinkel der Komponente ausgedrückt werden.
Die pressgehärteten Stahlkomponenten, die gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung gebildet sind, sind besonders geeignet zur Verwendung in Komponenten eines Automobils oder in anderen Fahrzeugen (z.B. Motorrädern, Booten, Traktoren, Busse, Motorrädern, Wohnwagen, Wohnmobilen und Panzern), wobei sie jedoch ebenfalls in einer Vielzahl von anderen Industrien und Anwendungen verwendet werden können, einschließlich Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, Konsumgütern, Vorrichtungen, Gebäuden (z.B. Häuser, Büros, Schuppen, Lagerhallen), Büroausrüstung und Möbel und industriellen Anlagen und Landwirtschaftsausrüstung, schweren Maschinen, als nichteinschränkendes Beispiel, verwendet werden. Nicht einschränkende Beispiele von Automobilkomponenten umfassen Hauben, Säulen (z.B. A-Säulen, hinge Säulen, B-Säulen, C-Säulen und dergleichen), Verkleidungen, einschließlich strukturelle Verkleidungen, Türverkleidungen und Türkomponenten, Innenraumböden, Bodenwannen, Dächer, äußere Oberflächen, Unterbodenschilde, Räder, Steuerarme und andere Aufhängung, Knautschdosen, Stoßfänger, strukturelle Schienen und Rahmen, Fahrzeugquerträger, Unterwagen oder Antriebsstrangkomponenten und dergleichen.
In bestimmten Aspekten kann vor dem Presshärtungsprozess die Stahllegierung in der Form einer Rolle oder eines Bleches sein und umfasst Kohlenstoff (C), Chrom (Cr), Silizium (Si) und Eisen (Fe). Die Stahllegierung kann frei von jeglicher aufgebrachten Beschichtung derart sein, dass die Stahllegierung nicht irgendeine Schicht oder Beschichtung umfasst, die nicht aus der Legierungszusammensetzung abgeleitet ist. Während eines Heißprägungsverfahren kombinieren Abschnitte der Stahllegierung mit atmosphärischem Sauerstoff kombinieren, um eine Oberflächenschicht zu bilden, die ein Oxid umfasst. Beispielsweise kann das Cr und Si mit atmosphärischem Sauerstoff kombinieren, um eine Oberflächenschicht zu bilden, die ein Oxid angereichert mit den Teilen von Cr und Si angereichert ist. Die Oberflächenschicht, die ein Oxid umfasst, kann eine Dicke aufweisen, die beispielsweise größer als oder gleich etwa 0,01 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 µm, wie beispielsweise eine Dicke von etwa 0,01 µm, etwa 0,05 µm, etwa 0,1 µm, etwa 0,15 µm, etwa 0,25 µm, etwa 0,3 µm, etwa 0,35 µm, etwa 0,4 µm, etwa 0,45 µm, etwa 0,5 µm, etwa 0,55 µm, etwa 0,6 µm, etwa 0,65 µm, etwa 0,7 µm, etwa 0,75 µm, etwa 0,8 µm, etwa 0,85 µm, etwa 0,9 µm, etwa 0,95 µm, etwa 1 µm, etwa 1,5 µm, etwa 2 µm, etwa 2,5 µm, etwa 3 µm, etwa 3,5 µm, etwa 4 µm, etwa 4,5 µm, etwa 5 µm, etwa 5,5 µm, etwa 6 µm, etwa 6,5 µm, etwa 7 µm, etwa 7,5 µm, etwa 8 µm, etwa 8,5 µm, etwa 9 µm, etwa 9,5 µm oder etwa 10 µm ist.
Demgemäß betrifft die aktuelle Technologie eine pressgehärtete Stahlkomponente, die aus einer Legierungszusammensetzung mit einem hohen Chromgehalt gebildet ist, die für Heißprägungsanwendungen geeignet ist, die keine Beschichtung vor einer Heißprägungsverarbeitung oder Entzundern, Kugelstrahlen oder anderen Oxidationsbeseitigungs- und Reinigungsprozessen nach Heißprägung erfordert und die oxidationsbeständig ist, d.h., keine Voroxidation erfordert, bevor sie pressgehärtet wird. Die Legierungszusammensetzung weist ein hohes Chromgehalt auf, um ein Beschichtungserfordernis auszuschließen, und umfasst ein hohes Silizium(Si)-Gehalt zum Verbessern der Oxidationsbeständigkeit. Das hohe Siliziumgehalt ermöglicht ebenfalls, die Chromkonzentration zu verringern. Des Weiteren weist die Legierungszusammensetzung eine maßgeschneiderte Konzentration von Kohlenstoff auf, um gewünschte Festigkeits- und Zähigkeitsgrade bereitzustellen.
In verschiedenen Aspekten der aktuellen Technologie ist die Legierungszusammensetzung in einer Form von ein Rohling für Heißprägungsprozesse. Hier bildet der Rohling einen Presshärtungsstahl nach Heißprägungsprozessen. Komponenten innerhalb der Legierungszusammensetzung, wie beispielsweise Bor und Chrom, können eine kritischen Kühlungsrate in Heißprägungsprozesse relativ zu kritischen Kühlungsraten absenken, die ohne derartige Komponenten eingesetzt werden.
Das C ist in der Stahllegierung mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-% und Unterbereichen davon vorhanden. In bestimmten Aspekten ist das C mit größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,15 Gew.-%, optional größer als oder gleich etwa 0,02 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,13 Gew.-%, optional größer als oder gleich etwa 0,05 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,12 Gew.-%, und in bestimmten Variationen optional größer als oder gleich etwa 0,07 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,10 Gew.-% vorhanden. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung C mit einer Konzentration von etwa 0,01 Gew.-%, etwa 0,02 Gew.-%, etwa 0,04 Gew.-%, etwa 0,06 Gew.-%, etwa 0,08 Gew.-%, etwa 0,09 Gew.-%, etwa 0,1 Gew.-%, etwa 0,11 Gew.-%, etwa 0,12 Gew.- %, etwa 0,14 Gew.-%, etwa 0,16 Gew.-%, etwa 0,18 Gew.-%, etwa 0,2 Gew.-%. Das Gewichtsprozent (Gew.-%) oder Massenprozent ist das Gewicht einer Komponente geteilt durch das Gewicht der Gesamtlegierungszusammensetzung multipliziert mit 100. Beispielsweise würden 3 Pfund von C in einer 100-Pfund-Probe der Stahllegierung ein Gewichtsprozent von 3 aufweisen.
Das Cr ist in die Stahllegierung mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 6 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 5 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4 Gew.-% oder größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% oder größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% oder größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4 Gew.-% vorhanden. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung Cr mit einer Konzentration von etwa 0,5 Gew.-%, etwa 0,6 Gew.-%, etwa 0,7 Gew.-%, etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0.9 Gew.-%, etwa 1 Gew.-%, etwa 1,2 Gew.-%, etwa 1,4 Gew.-%, etwa 1,5 Gew.-%, etwa 1,6 Gew.-%, etwa 1,8 Gew.-%, etwa 2 Gew.-%, etwa 2,2 Gew.-%, etwa 2,4 Gew.-%, etwa 2,5 Gew.-%, etwa 2,6 Gew.-%, etwa 2,8 Gew.-%, etwa 3 Gew.-%, etwa 3,2 Gew.-%, etwa 3,4 Gew.-%, etwa 3,5 Gew.-%, etwa 3,6 Gew.-%, etwa 3,8 Gew.-%, etwa 4 Gew.-%, etwa 4,2 Gew.-%, etwa 4,4 Gew.-%, etwa 4,5 Gew.-%, etwa 4,6 Gew.-%, etwa 4,8 Gew.-%, etwa 5 Gew.-%, etwa 5,2 Gew.-%, etwa 5,4 Gew.-%, etwa 5,5 Gew.-%, etwa 5,6 Gew.-%, etwa 5,8 Gew.-%, etwa 6 Gew.-%.
Das Si ist in der Stahllegierung mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-% oder größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-% vorhanden. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung Si mit einer Konzentration von etwa 0,5 Gew.-%, etwa 0,6 Gew.-%, etwa 0,7 Gew.-%, etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,9 Gew.-%, etwa 1 Gew.-%, etwa 1,1 Gew.-%, etwa 1,2 Gew.-%, etwa 1,3 Gew.-%, etwa 1,4 Gew.-%, etwa 1,5 Gew.-%, etwa 1,6 Gew.-%, etwa 1,7 Gew.-%, etwa 1,8 Gew.-%, etwa 1,9 Gew.-% oder etwa 2 Gew.-%, etwa 2,1 Gew.-%, etwa 2,2 Gew.-%, etwa 2,3 Gew.-%, etwa 2,4 Gew.-%, etwa 2,5 Gew.-%.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Mangan (Mn) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 1,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-%. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung Mn mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 4 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 3,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 1,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 1 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,5 Gew.-%, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 4,5 Gew.-%, etwa 4,4 Gew.-%, etwa 4,2 Gew.-%, etwa 4 Gew.-%, etwa 3,8 Gew.-%, etwa 3,6 Gew.-%, etwa 3,4 Gew.-%, etwa 3,2 Gew.-%, etwa 3 Gew.-%, etwa 2,8 Gew.-%, etwa 2,6 Gew.-%, etwa 2,4 Gew.-%, etwa 2,2 Gew.-%, etwa 2 Gew.-%, etwa 1,8 Gew.-%, etwa 1,6 Gew.-%, etwa 1,4 Gew.-%, etwa 1,2 Gew.-%, etwa 1 Gew.-%, etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,6 Gew.-% oder etwa 0,5 Gew.-%.
Wie nachstehend ferner beschrieben, können andere Legierungskomponenten in der zweiten Stahllegierungszusammensetzung vorhanden sein. Ferner kann die Legierung eine kumulative Menge von Verunreinigungen und Schmutzstoffen bei kleiner als oder gleich etwa 0,1 Gew.-%, optional kleiner als oder gleich etwa 0,05 Gew.-% und in bestimmten Variationen, kleiner als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% der gesamten Legierungszusammensetzung umfassen.
Das Fe macht den Rest der Stahllegierung aus.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Stickstoff (N) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,008 Gew.-% oder größer als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,008 Gew.-%. Beispielsweise umfasst die Stahllegierung in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen N mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,008 Gew.-%, kleiner als oder gleich 0,007 Gew.-%, kleiner als oder gleich 0,006 Gew.-%, kleiner als oder gleich 0,005 Gew.-%, kleiner als oder gleich 0,004 Gew.-%, kleiner als oder gleich 0,003 Gew.-%, kleiner als oder gleich 0,002 Gew.-% oder kleiner als oder gleich 0,001 Gew.-%, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 0,01 Gew.-%, etwa 0,009 Gew.-%, etwa 0,008 Gew.-%, etwa 0,007 Gew.-%, etwa 0,006 Gew.-%, etwa 0,005 Gew.-%, etwa 0,004 Gew.-%, etwa 0,003 Gew.-%, etwa 0,002 Gew.-%, etwa 0,001 Gew.-% oder niedriger. In einigen beispielhaften Ausführungsformen ist die Stahllegierung im Wesentlichen frei von N. Wie hier verwendet, bezieht sich „im Wesentlichen frei“ auf Spuren von Komponentenmengen, wie beispielsweise Mengen kleiner als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% oder Mengen, die nicht erfassbar sind.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Molybdän (Mo) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%. Beispielsweise umfasst die Stahllegierung in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen Mo mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,7 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,6 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,4 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,3 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,1 Gew.-%, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,7 Gew.-%, etwa 0,6 Gew.-%, etwa 0,5 Gew.-%, etwa 0,4 Gew.-%, etwa 0,3 Gew.-%, etwa 0,2 Gew.-%, etwa 0,1 Gew.-% oder niedriger. Beispielsweise ist in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen die Stahllegierung im Wesentlichen frei von Mo, beispielsweisegrade Mengen von kleiner als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% Mo oder Mengen, die nicht erfassbar sind.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Bor (B) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-%. Beispielsweise umfasst in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen die Stahllegierung B mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,004 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,003 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,002 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,001 Gew.-%, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 0,005 Gew.-%, etwa 0,004 Gew.-%, etwa 0,003 Gew.-%, etwa 0,002 Gew.-%, etwa 0,001 Gew.-%, etwa 0,0005 Gew.-%, etwa 0,0001 Gew.-% oder niedriger. Beispielsweise ist die Stahllegierung in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen im Wesentlichen frei von B, beispielsweisegrade von Mengen kleiner als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% B oder Mengen, die nicht erfassbar sind.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Niob (Nb) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.- %. Beispielsweise ist in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen die Stahllegierung im Wesentlichen frei von Nb oder umfasst Nb mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,7 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,6 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,4 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,3 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,1 Gew.- %, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,7 Gew.- %, etwa 0,6 Gew.-%, etwa 0,5 Gew.-%, etwa 0,4 Gew.-%, etwa 0,3 Gew.-%, etwa 0,2 Gew.-%, etwa 0,1 Gew.-% oder niedriger. Beispielsweise ist in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen die Stahllegierung im Wesentlichen frei von Nb, beispielsweisegrade von Mengen kleiner als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% Nb oder Mengen, die nicht erfassbar sind.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Vanadium (V) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%. Beispielsweise ist die Stahllegierung in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen im Wesentlichen frei von V oder umfasst V mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,7 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,6 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,4 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,3 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 0,1 Gew.- %, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,7 Gew.- %, etwa 0,6 Gew.-%, etwa 0,5 Gew.-%, etwa 0,4 Gew.-%, etwa 0,3 Gew.-%, etwa 0,2 Gew.-%, etwa 0,1 Gew.-% oder niedriger. Beispielsweise ist die Stahllegierung in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen im Wesentlichen frei von V, beispielsweisegrade von Mengen kleiner als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% V oder Mengen, die nicht erfassbar sind.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung ferner Nickel (Ni) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 5 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-%, größer als oder gleich etwa 1,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-%. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Stahllegierung Ni mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 4 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 3,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-% oder kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 1,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 1 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,5 Gew.-%, wie beispielsweise mit einer Konzentration von etwa 5 Gew.-%, etwa 4,8 Gew.-%, etwa 4,6 Gew.-%, etwa 4,4 Gew.- %, etwa 4,2 Gew.-%, etwa 4 Gew.-%, etwa 3,8 Gew.-%, etwa 3,6 Gew.-%, etwa 3,4 Gew.-%, etwa 3,2 Gew.-%, etwa 3 Gew.-%, etwa 2,8 Gew.-%, etwa 2,6 Gew.-%, etwa 2,4 Gew.-%, etwa 2,2 Gew.-%, etwa 2 Gew.-%, etwa 1,8 Gew.-%, etwa 1,6 Gew.-%, etwa 1,4 Gew.-%, etwa 1,2 Gew.-%, etwa 1 Gew.-%, etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,6 Gew.-% oder etwa 0,5 Gew.-%. Beispielsweise ist die Stahllegierung in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen, im Wesentlichen frei von Ni, beispielsweise von Mengen kleiner als oder gleich etwa 0,0001 Gew.-% Ni oder von Mengen, die nicht erfassbar sind.
Die Stahllegierung kann bestimmte Kombinationen von C, Cr, Si, Mn, N, Ni, Mo, B, Nb, V und Fe in ihren jeweiligen oben beschriebenen Konzentrationen umfassen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn und Fe. Wie oben beschrieben, bedeutet der Begriff „besteht im Wesentlichen aus“, dass die Stahllegierung zusätzliche Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente und/oder Merkmale ausschließt, welche die grundlegenden und neuartigen Charakteristika der Stahllegierung wesentlich beeinflussen, wie beispielsweise dass die Stahllegierung keine Beschichtungen oder Entzundern erfordert, wenn in einer pressgehärteten Stahlkomponente ausgebildet, wobei jedoch jede beliebige Zusammensetzungen Materialien, Komponenten, Elemente und/oder Merkmale, welche die grundlegenden und neuartigen Charakteristika der Stahllegierung nicht wesentlich beeinflussen, in der beispielhaften Ausführungsform enthalten sein können. Daher kann, wenn die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn und Fe besteht, die Stahllegierung ebenfalls jede beliebige Kombination von N, Ni, Mo, B, Nb und V umfassen, wie oben bereitgestellt, welche die grundlegenden und neuartigen Charakteristika der Stahllegierung nicht wesentlich beeinflussen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn und Fe in ihren jeweiligen oben beschriebenen Konzentrationen und mindestens eines von N, Ni, Mo, B, Nb und V in ihren jeweiligen oben beschriebenen Konzentrationen. Andere Elemente, die hier nicht beschrieben sind, können ebenfalls in Spurenmengen, d.h., in Mengen von kleiner als oder gleich etwa 1,5 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 1 Gew.-%, kleiner als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% oder in Mengen enthalten sein, die nicht erfassbar sind, vorausgesetzt, dass sie die grundlegenden und neuartigen Charakteristika der Stahllegierung nicht wesentlich beeinflussen.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung von C, Cr, Si, Mn, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Mo und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Mo und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb, V und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb, V und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Nb und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Nb und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb, V, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb, V, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, Mo, Nb, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung s im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, N und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, N und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, N, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, N, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, N, Mo, B, Nb, V und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, N, Mo, B, Nb, V und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mn, N, Mo, B, Nb, V, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mn, N, Mo, B, Nb, V, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Ni und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mo, B, Nb, V und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mo, B, Nb, V und Fe.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung im Wesentlichen aus C, Cr, Si, Mo, B, Nb, V, Ni und Fe. In einigen beispielhaften Ausführungsformen besteht die Stahllegierung aus C, Cr, Si, Mo, B, Nb, V, Ni und Fe.
Tabelle 1 zeigt ein Zusammensetzung von ein beispielhaften Ausführungsform der Stahllegierung. Tabelle 1. Zusammensetzung von Stahllegierung gemäß beispielhaften Ausführungsformen.

Zusammensetzung Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)

C Mn Cr Si Andere Fe

Bereich 0,01-0,2 0,5-4,5 0,5-6 0,5-2,5 N<0,008; Ni<5; Mo<0,8; B<0,005; Nb/V<0,8 Rest
Vor der Verarbeitung kann die Legierungszusammensetzung in der Form einer Rolle des Metalls. Wie oben bemerkt, kann die Legierungszusammensetzung frei von jeglicher aufgebrachten Beschichtung sein. Die aufgebrachten Beschichtungen können galvanische Beschichtungen umfassen, wie beispielsweise Zink-basierte Beschichtungen oder Aluminium-Silizium-Anti-Oxidationsbeschichtungen. In dieser Form kann die Rolle abgerollt und in vordefinierte Rohlinge geschnitten werden. Die Rohlinge können unter Verwendung eines herkömmlichen Abschreckungsverfahrens oder durch ein Abschreckungs- und Partitionierungsverfahren heißgeprägt werden.
Mit Bezugnahme auf 1 stellt die aktuelle Technologie ebenfalls ein Verfahren 10 zur Fertigung einer pressgehärtete Stahlkomponente bereit, die in einem Automobil verwendet werden kann. Im Einzelnen umfasst das Verfahren Heißpressen der oben beschriebenen Stahllegierung, um die pressgehärtete Stahlkomponente zu bilden. Die Stahllegierung wird in einer blanken Form, d.h. ohne jede beliebige Beschichtungen, wie beispielsweise Al-Si- oder Zn- (galvanisierten) Beschichtungen, verarbeitet. Außerdem ist das Verfahren frei von einem Schritt des Entzunderns, d.h., frei von Kugelstrahlen, Sandstrahlen oder jedem beliebigen anderen Verfahren zum Vorbereiten ein glatten und homogenen Oberfläche. Die pressgehärtete Stahlkomponente kann eine beliebige Komponente sein, die im Allgemeinen durch Heißprägung hergestellt wird, wie beispielsweise ein Fahrzeugteil. Nicht einschränkende Beispiele von Fahrzeugen, die Teile aufweisen, die geeignet sind, durch das aktuelle Verfahren erzeugt zu werden, umfassen Fahrräder, Automobil, Motorräder, Boote, Traktoren, Busse, Wohnwagen, Wohnmobile, Segelflugzeuge, Flugzeuge und Panzer. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen ist die pressgehärtete Stahlkomponente ein Automobilteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Säule, einem Stoßfänger, einer Dachschiene, einer Schwingschiene, einer Wippe, einem Steuerarm, einem Balken, einem Tunnel, einem Hilfsrahmenelement und einer Verstärkungsplatte.
Das Verfahren 10 umfasst Erhalten einer Rolle 12 einer Stahllegierung gemäß der vorhanden Technologie und Schneiden eines Rohlings 14 aus der Rolle 12. Obwohl nicht gezeigt, kann der Rohling 14 alternativ aus einem Blech der Stahllegierung geschnitten werden. Die Stahllegierung ist blank, d.h., unbeschichtet. Das Verfahren 10 ebenfalls umfasst Heißpressen des Rohlings 14. In dieser Hinsicht umfasst das Verfahren 10 ein Austenitisieren des Rohlings 14 durch Erhitzen des Rohlings 14 in einem Ofen 16 auf eine Temperatur über seiner oberen kritischen Temperatur (Ac3) Temperatur, um die Stahllegierung vollständig zu austenitisieren. Der erhitzte Rohling 14 wird zu einer Matrize oder Presse 18, optional durch einen Roboterarm (nicht gezeigt), transferiert. Hier umfasst das Verfahren 10 Prägen des Rohlings 14 in die Matrize oder Presse 18, um eine Struktur mit einer vordefinierten Form zu bilden, und Abschrecken der Struktur mit einer konstanten Rate auf ein Temperatur kleiner als oder gleich etwa einer Martensit-Finish (Mf) Temperatur der Stahllegierung und größer als oder gleich etwa Zimmertemperatur, um die pressgehärtete Stahlkomponente zu bilden. Das Abschrecken umfasst Verringern der Temperatur der Struktur mit einer konstanten Rate von größer als oder gleich etwa 20 °C/s.
Das Verfahren 10 ist frei von einem Schritt des Entzunderns. Von daher umfasst das Verfahren 10 beispielsweise keine Schritte des Kugelstrahlens oder Sandstrahlens.
Insoweit wie die Stahllegierung blank ist, umfasst die pressgehärtete Stahlkomponente beispielsweise keine Schicht aus Zink (Zn) oder einer Aluminium-Silizium (Al-Si) Beschichtung. Das Verfahren 10 ist ebenfalls frei von einer sekundären Wärmebehandlung nach dem Abschrecken. Wie ausführlicher nachstehend erläutert, umfasst die pressgehärtete Stahlkomponente pressgehärteten Stahl, der eine Legierungsmatrix (mit den Komponenten der Stahllegierung) umfasst und kann ferner eine Schicht umfassen, die ein mit Cr und Si angereicherte Oxid umfasst, das aus der Legierungszusammensetzung abgeleitet wird, wie oben beschrieben.
2 zeigt eine graphische Darstellung 50, die zusätzliche Einzelheiten über das Heißpressen bereitstellt. Die graphische Darstellung 50 weist eine y-Achse 52 auf, die Temperatur darstellt, und eine x-Achse 54 auf, die Zeit darstellt. Eine Linie 56 auf der graphischen Darstellung 50 stellt Erwärmungsbedingungen während des Heißpressens dar. Hier wird der Rohling auf eine Endtemperatur 58 erhitzt, die über einer oberen kritischen Temperatur (Ac3) 60 der Stahllegierung ist, um die Stahllegierung vollständig zu austenitisieren. Die Endtemperatur 58 ist größer als oder gleich etwa 880 °C bis kleiner als oder gleich etwa 950 °C, in bestimmten Aspekten, größer als oder gleich etwa 900°C. Der austenitisierte Rohling wird dann gestanzt oder warmgeformt in die Struktur mit der vordefinierten Form mit einer Stanztemperatur 62 zwischen der Endtemperatur 58 und Ac3 60 und dann mit einer Rate größer als oder gleich etwa 20 °Cs-1, größer als oder gleich etwa 25 °Cs-1 oder größer als oder gleich etwa 30 °Cs-1, wie beispielsweise mit einer Rate von etwa 20 °Cs-1, etwa 22 °Cs-1, etwa 24 °Cs-1, etwa 26 °Cs-1, etwa 28 °Cs-1, etwa 30 °Cs-1 oder schneller gekühlt, bis die Temperatur unter einer Martensit-Finish (Mf) Temperatur 64 derart fällt, dass die pressgehärtete Stahllegierungsmatrix der resultierenden pressgehärteten Struktur eine Mikrostruktur aufweist, die größer als oder gleich etwa 90% Martensit und Bainit nach Volumen (Vol.-%) ist, und derart fällt, dass ein mit Cr und Si angereichertes Oxid gebildet werden kann.
In einigen beispielhaften Ausführungsformen wird das Abschrecken durch Kühlen des geformten Objekts mit einer oben beschriebenen Rate durchgeführt, bis das Stanzobjekt eine Temperatur unter einer Martensit-Finish (Mf) Temperatur der Legierungszusammensetzung erreicht. Die resultierende Mikrostruktur der pressgehärteten Stahllegierungsmatrix kann größer als oder gleich etwa 90 Gew.-% Martensit und Bainit sein. Die verbleibende Mikrostruktur kann aus Austenit, Ferrit oder einer Kombination davon zusammengesetzt sein. Die Mikrostruktur kann kleiner als oder gleich 10 Gew.-% Austenit, kleiner als oder gleich 5 Gew.-% Ferrit oder einer Kombination davon umfassen, vorausgesetzt, dass die Mikrostruktur größer als oder gleich etwa 90 Gew.-% Martensit und Bainit, beispielsweise 95% Gew.-% Martensit und Bainit umfasst.
4 zeigt eine Legierungszusammensetzung, die 3% Cr und 1,5% Si umfasst. In einigen beispielhaften Ausführungsformen ist dies eine Legierungszusammensetzung gemäß der vorhanden Technologie, die nicht voroxidiert ist und auf 900 °C für 4-10 Minuten erhitzt und dann gekühlt wird. Die Oberflächenqualität ist gut für die Legierung.
Ohne durch Theorie gebunden zu sein, verringert das Zusetzen hoher Mengen von Cr zu der Legierungszusammensetzung, wie beispielsweise etwa 3% Cr nach Gewicht der Zusammensetzung, die Austenitisierungstemperatur. Dies zeigt sich in der folgenden Gleichung, welche die Zusammensetzung gemäß beispielhaften Ausführungsformen einer Stahllegierung und die Ac3 Temperatur der Legierung in Beziehung setzt. $Ac3 (° C) = 910 - 203 * % C1/ 2 - 30 % Mn + 31,5 * Mo - 11 * % Cr + 44,7 * % Si < 900 ° C$
Ein gehärteter Stahl, der aus der Legierungszusammensetzung hergestellt ist, weist eine Endzugfestigkeit (UTS) von größer als oder gleich etwa 800 MPa bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 MPa, größer als oder gleich etwa 1.000 MPa bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 MPa, größer als oder gleich etwa 900 MPa bis kleiner als oder gleich etwa 1,100 MPa oder etwa 1.000 MPa auf.
Der aus der Legierungszusammensetzung hergestellte gehärtete Stahl weist auch eine Zähigkeit auf, die durch einen Biegungswinkel oder Biegewinkel αt(°) von größer als oder gleich etwa 60° bis kleiner als oder gleich 80°, wie beispielsweise etwa 60°, etwa 62°, etwa 64°, etwa 66°, etwa 68°, etwa 70°, etwa 72°, etwa 74°, etwa 76°, etwa 78° oder etwa 80° im gehärteten Zustand widergespiegelt wird. Der Biegewinkel kann durch eine VDA-Biegewinkelprozedur unter Verwendung der in der VDA 238-100 beschriebenen Dreipunkt-Biegevorrichtungsprozedur gemessen werden, deren relevante Abschnitte hier durch Bezugnahme aufgenommen sind. Der Standard spezifiziert die Prüfbedingungen, Werkzeuge, Geometrie und experimentelle Einstellungen sowie auch die Feststellung der Biegbarkeitsgrenze. Die VDA 238-100 spezifiziert ebenfalls ein Verfahren zum Berechnen des Biegewinkels αt.
Mit Bezugnahme auf 3 stellt die aktuelle Technologie abermals einen pressgehärteten Stahl 80 bereit. Der pressgehärtete Stahl 80 ist das Ergebnis des Heißpressens der oben beschriebenen Stahllegierung mittels des oben beschriebenen Verfahrens. Von daher ist die durch das obige Verfahren hergestellte pressgehärtete Stahlstruktur aus dem pressgehärteten Stahl 80 zusammengesetzt.
Der pressgehärtete Stahl 80 umfasst eine Legierungsmatrix 82 und mindestens eine Oberflächenschicht. In bestimmten Aspekten kann die mindestens eine Oberflächenschicht eine erste Schicht 84 umfassen. Es versteht sich, dass 3 lediglich eine Querschnittsveranschaulichung eines Abschnitts des pressgehärteten Stahl 80 zeigt und dass die erste Schicht 84 die Legierungsmatrix 82 umgeben kann. Die Legierungsmatrix 82 kann dieselbe oder ähnlich dem oben beschriebenen gehärteten Stahl sein.
Die erste Schicht 84 ist direkt auf der Legierungsmatrix 82 während des Prozess des Heißpressens angeordnet und umfasst ein Oxid, das mit Cr und Si, einschließlich Cr-Oxid und Si- Oxid, angereichert ist. Das Cr und Si sind Teile des Cr und Si der Stahllegierung. In dieser Hinsicht werden das Cr und Si der ersten Schicht 84 aus der Stahllegierung oder der Legierungsmatrix 82 abgeleitet. Anders dargelegt, ist die erste Schicht 84 aus Teilen des Cr und des Si gebildet, die in der Stahllegierung oder der Legierungsmatrix 82 enthalten sind.
Die erste Schicht 84 weist eine Dicke TL1 von größer als oder gleich etwa 0,01 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 µm, wie beispielsweise eine Dicke von etwa 0,01 µm, etwa 0,05 µm, etwa 0,1 µm, etwa 0,15 µm, etwa 0,25 µm, etwa 0,3 µm, etwa 0,35 µm, etwa 0,4 µm, etwa 0,45 µm, etwa 0,5 µm, etwa 0,55 µm, etwa 0,6 µm, etwa 0,65 µm, etwa 0,7 µm, etwa 0,75 µm, etwa 0,8 µm, etwa 0,85 µm, etwa 0,9 µm, etwa 0,95 µm, etwa 1 µm, etwa 1,5 µm, etwa 2 µm, etwa 2,5 µm, etwa 3 µm, etwa 3,5 µm, etwa 4 µm, etwa 4,5 µm, etwa 5 µm, etwa 5,5 µm, etwa 6 µm, etwa 6,5 µm, etwa 7 µm, etwa 7,5 µm, etwa 8 µm, etwa 8,5 µm, etwa 9 µm, etwa 9,5 µm oder etwa 10 µm auf.
Die erste Schicht 84 ist kontinuierlich und homogen. Daher stellt in einigen beispielhaften Ausführungsformen die erste Schicht 84 eine freigelegte Oberfläche bereit und es gibt keine Notwendigkeit dafür, dass siebeispielsweise durch Kugelstrahlen oder Sandstrahlen entzundert wird.
Wie obenstehend erläutert, umfasst der pressgehärtete Stahl 80 keine Schicht, die nicht aus der Stahllegierung oder der Legierungsmatrix 82 abgeleitet wird. Nichtsdestotrotz erfordert sie kein Entzundern.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht bestimmt, vollständig zu sein oder die Offenbarung einzuschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn sie nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben ist. Dieselbe kann ebenfalls in vielerlei Hinsicht verändert werden. Derartige Abweichungen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle diese Modifikationen sind bestimmt, innerhalb des Umfangs der Offenbarung umfasst sein.

Claims

Pressgehärtete Stahlkomponente nach Warmverformung, umfassend: eine Legierungszusammensetzung, umfassend: Kohlenstoff (C) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-%, Chrom (Cr) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 6 Gew.-%, Mangan (Mn) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Silizium (Si) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-%, und einen Rest der Legierungszusammensetzung der Eisen (Fe) ist, wobei die pressgehärtete Stahlkomponente größer als oder gleich 90 Vol.-% Martensit und Bainit umfasst und eine Endzugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 800 Megapascal bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 Megapascal und einen VDA 238-100 Biegewinkel von größer als oder gleich etwa 60° bis kleiner als oder gleich etwa 80° aufweist.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 1, wobei die Legierungszusammensetzung ferner umfasst: Molybdän (Mo) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,01 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Niob (Nb) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Vanadium (V) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-% oder ein Kombination davon kleiner als oder gleich etwa 0,8 Gew.-%, Bor (B) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,005 Gew.-%, Stickstoff (N) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 0,008 Gew.-%, und Nickel (Ni) mit einer Konzentration von kleiner als oder gleich etwa 5 Gew.-%.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 2, wobei die Niob (Nb) ist mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,02 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,04 Gew.-%.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 1, wobei die Legierungszusammensetzung umfasst: Cr mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% und Si mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 1, wobei die Legierungszusammensetzung umfasst C mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,08 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,12 Gew.-%, Mn mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Cr mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 3 Gew.-% und Si mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2 Gew.-%.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine erste Oberflächenschicht, die Oxide umfasst und eine Dicke von größer als oder gleich etwa 0,01 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 µm aufweist, wobei die erste Oberflächenschicht kontinuierlich ist.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 6, wobei das Oxid der ersten Oberflächenschicht ist angereichert mit Cr und Si.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 1, wobei pressgehärtete Stahlkomponente frei von jeglicher aufgebrachten Oberflächenbeschichtung ist.
Pressgehärtete Stahlkomponente gemäß Anspruch 8, wobei die Legierungszusammensetzung einem Abschreckungsprozess unterzogen wurde.
Verfahren zum Bilden einer pressgehärteten Stahlkomponente; wobei das Verfahren umfasst: Erhitzen eines Rohlings einer Stahllegierung auf eine Temperatur über einer oberen kritischen Temperatur (Ac3) der Legierungszusammensetzung, um einen erhitzten Rohling zu bilden, umfassend Austenit, wobei die obere kritische Temperatur größer als oder gleich etwa 880 °C bis kleiner als oder gleich etwa 950 °C ist, wobei die Stahllegierung unbeschichtet ist und umfasst: Chrom (Cr) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 6 Gew.-%, Kohlenstoff (C) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,1 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 0,2 Gew.-%, Mangan (Mn) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 4,5 Gew.-%, Silizium (Si) mit einer Konzentration von größer als oder gleich etwa 0,5 Gew.-% bis kleiner als oder gleich etwa 2,5 Gew.-%, und ein Rest der Legierungszusammensetzung Eisen ist; Prägen des erhitzten Rohlings in eine vordefinierte Form, um eine geprägte Komponente zu bilden; und Abschrecken der geprägte Komponente mit einer konstanten Rate auf eine Temperatur kleiner als oder gleich etwa einer Martensit-Finish (Mf) Temperatur der Stahllegierung und größer als oder gleich etwa Zimmertemperatur, um die pressgehärtete Stahlkomponente mit einer Zugfestigkeit von größer als oder gleich etwa 800 Megapascal bis kleiner als oder gleich etwa 1.200 Megapascal und einen Biegewinkel von größer als oder gleich etwa 60° bis kleiner als oder gleich etwa 80° zu bilden, wobei das Verfahren frei von einem Schritt des Entzunderns ist und die pressgehärtete Stahlkomponente frei von jede beliebiger aufgebrachten Beschichtung ist.