DE102020133765A1

DE102020133765A1 - Hochfestes Stahlrohr und Verfahren zum Herstellen eines hochfesten Stahlrohr

Info

Publication number: DE102020133765A1
Application number: DE102020133765.5A
Authority: DE
Inventors: Jayaram Dadda; Leonhard Rose; Matthias Ritter; Farzad Foadian
Original assignee: Benteler Steel Tube GmbH
Current assignee: Benteler Steel Tube GmbH
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-06-23
Also published as: US11814693B2; CN114635078A; US20220195551A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ein hochfestes Stahlrohr. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Stahlrohres. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein warmgewalztes Vorrohr zumindest zwei Härtungsschritten mit einem abschließenden Anlassschritt unterzogen wird, das Vorrohr zum Härten auf eine Abschrecktemperatur von mindestens Ac3-Temperatur erhitzt wird und zum Anlassen auf eine Anlasstemperatur im Bereich von 400 bis 600°C erwärmt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochfestes Stahlrohr und ein Verfahren zum Herstellen eines hochfesten Stahlrohres.
Stand der Technik
Für viele Anwendungen von Rohren oder daraus gefertigte Rohrprodukte, ist es notwendig, dass diese hochfest sind und dennoch eine ausreichende Zähigkeit aufweisen. Insbesondere bei Anwendungen als Airbagrohr sind diese Anforderungen besonders hoch.
Bei der Herstellung von Stahlrohren ist es bekannt, ein Vorrohr, insbesondere ein warmgewalztes Vorrohr, das auch als Luppe bezeichnet wird, einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Insbesondere ist es bekannt eine Luppe einem Härtungsschritt mit anschließendem Anlassschritt zu unterziehen. Ein Nachteil dieser Wärmebehandlung besteht darin, dass die Korngröße des Austenitkorns, das vor dem Abschrecken vorliegt, und die durchschnittliche Martensit-Paketgröße groß ist. Dadurch ist die Streckgrenze des Stahlrohres gering, was für die entsprechenden Anwendungen nachteilig ist.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Stahlrohr zu schaffen, das den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entspricht.
Gemäß einem Aspekt wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Stahlrohres. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein warmgewalztes Vorrohr zumindest zwei Härtungsschritten mit einem abschließendem Anlassschritt unterzogen wird, das Vorrohr zum Härten auf eine Abschrecktemperatur von größer der Ac3-Temperatur erhitzt wird und zum Anlassen auf eine Anlasstemperatur im Bereich von 400 bis 600°C erwärmt wird.
Als hochfestes Stahlrohr wird ein Stahlrohr bezeichnet, das eine hohe Zugfestigkeit Rm von mindnestens 900 MPa, vorzugsweise eine Zugfestigkeit von mindestens 1.050 MPa aufweist. Das warmgewalzte Vorrohr, aus dem das Stahlrohr hergestellt wird, wird auch als Luppe bezeichnet. Zur Herstellung des Stahlrohres aus dem Vorrohr ist vorzugsweise zumindest die Wärmebehandlung des Vorrohres notwendig.
Die Wärmebehandlung umfasst gemäß einer Ausführungsform zumindest zwei Härtungsschritte mit einem abschließenden Anlassschritt. Als Härtungsschritt wird das Härten mittels Erhitzen beziehungsweise Aufheizen auf eine Abschrecktemperatur, Halten auf der Abschrecktemperatur und Abschrecken bezeichnet. Vorzugsweise wird das Abschrecken auf eine Temperatur unterhalb der Martensit-Starttemperatur (Ms) durchgeführt.
An den letzten Härtungsschritt schließt sich in einer Ausführungsform ein Anlassschritt an. In dem Anlassschritt wird das abgeschreckte Vorrohr auf eine Anlasstemperatur erwärmt, auf dieser Anlasstemperatur gehalten und von dieser abgekühlt.
Vorzugsweise werden in dem einer Ausführungsform des Verfahrens zwei Härtungsschritte durchgeführt. Das Ausführen von zwei Härtungsschritten mit einem einzigen sich an den zweiten Härtungsschritt anschließenden Anlassschritt wird im Folgenden auch als doppeltes Abschrecken und Anlassen oder Double-Quenching and Tempering (DQ&T) bezeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Vorrohr in dem Härtungsschritt, das heißt zum Härten auf eine Abschrecktemperatur von größer der Ac3-Temperatur erhitzt beziehungsweise aufgeheizt. Die Ac3-Temperatur bezeichnet die Temperatur, bei der der Werkstoff, das heißt der Stahl des Vorrohres, austenitisiert wurde.
In dem Anlassschritt wird das Vorrohr auf eine Anlasstemperatur erwärmt, die vorzugsweise im Bereich von 400 bis 600°C liegt. Vorzugsweise liegt die Anlasstemperatur in einem Bereich von 400-500°C. Besonders bevorzugt liegt die Anlasstemperatur in diesem Bereich oberhalb von 400°C.
Indem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Vorrohr einem mehrfachen, insbesondere doppelten Abschrecken und Anlassen (DQ&T) unterzogen wird, wird eine sehr feinkörnige Mikrostruktur in dem Vorrohr eingestellt. Insbesondere wird eine deutliche höhere Kornfeinung, das heißt geringere Korngröße im Vergleich zu einem Vorrohr, das nur durch einmaliges Härten mit anschließendem Anlasssen behandelt wurde, erzielt. Insbesondere wird eine wesentlich geringere durchschnittlichen Austenitkorngröße des vor dem Abschrecken vorliegenden Austenitkorns erzielt. Diese Austenitkorngröße wird auch als ursprüngliche oder ehemalige durchschnittliche Austenitkorngröße (D_avg) bezeichnet. Zudem wird die Streckgrenze des Werkstoffs des Stahlrohres erhöht und die Zähigkeit des Werkstoffs des Stahlrohres erhöht. Dies ergibt sich insbesondere aus der Erhöhung der Bruchfestigkeit und dem Stoppen der Rissausbreitung durch die Korngrenzen, was sich insbesondere durch die kleinere martensitische Paketgröße (d_avg) ergibt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Vorrohr zum Härten auf eine Temperatur von Ac3 + 50°C aufgeheizt. Hierdurch wird ein vollständiges Autenitisieren des Werkstoffes des Vorrohres sichergestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Vorrohr nach dem Anlassschritt gezogen. Insbesondere wird das Vorrohr nach dem Anlassschritt mindestens einem Kaltziehschritt unterzogen. Durch diese Ausführungsform kann ein Stahlrohr mit einer geringen Wandstärke und dennoch den durch die Wärmebehandlung eingestellten Eigenschaften, insbesondere einer hohen Zugfestigkeit, hoher Streckgrenze bei gleichzeitig hoher Zähigkeit, insbesondere Kaltzähigkeit hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann das durch das Verfahren hergestellte Stahlrohr insbesondere als Airbagrohr verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird bei einem Vorrohr, das nach dem Anlassen kaltgezogen wird, ein Spannungsarmglühen ausgeführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Erhitzen durch Induktionserwärmung. Durch Induktionserwärmung kann eine hohe Aufheizrate erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Erhitzen auf die Abschrecktemperatur bei einer Aufheizrate von größer 50K/s, vorzugsweise größer 70K/s, beispielsweise bei 200 K/s.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Abschrecken bei einer t8/5-Zeit von weniger als 4s erfolgt. Als t8/5-Zeit wird die Zeitspanne bezeichnet, die zum Abkühlung von 800°C auf 500°C erforderlich ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Vorrohr vor dem Abschrecken für eine Zeitdauer von 1 bis 10, beispielsweise 3 bis 6 Sekunden, auf der Abschrecktemperatur gehalten.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Vorrohr für eine Zeitspanne von mehr als 5 Sekunden auf der Anlasstemperatur gehalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch ein hochfestes Airbagrohr gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Stahlrohr ein martensitisches Gefüge mit einer Gefügestruktur mit einer ehemaligen durchschnittlichen Austenitkorngröße (D_avg) von < 5µm aufweist und eine Zugfestigkeit von mindestens 900 MPa, vorzugsweise mindestens 1.050 MPa, sowie eine Übergangstemperatur von maximal -60 °C (minus 60°C) aufweist. Das Airbagrohr wird in Folgenden auch als Stahlrohr bezeichnet.
Vorzugsweise ist die ehemalige durchschnittliche Austentikorngröße (D_avg) < 4,6 µm, insbesondere < 4,0µm, besonders bevorzugt < 3,5 µm.
Die Übergangstemperatur, die auch als Ductile-to-Brittle Transition Temperature (DBTT) bezeichnet wird, definiert die Temperatur, bei der die Zähigkeitseigenschaften von einer Hochenergielage, die einfach auch als Hochlage bezeichnet werden kann, in eine Tiefenergielage, die einfach auch als Tieflage bezeichnet werden kann, übergehen. Beim Abkühlen unter die Übergangstemperatur kommt es zu einem starken Abfall der Kerbschlagarbeit und damit zu Sprödbruch. Die Übergangstemperatur kann in einem Ring-Charpy-Versuch ermittelt werden, bei welchem aus dem fertigen Gasgeneratorrohr ein ringförmiger Ausschnitt geschnitten, mit einer definierten Kerbe versehen und sodann in einer Pendelschlagvorrichtung geprüft wird. Insbesondere weist das Stahlrohr auch bis zu -60°C ein duktiles Verhalten auf. Die Charpy-Schlagfestigkeit wird vorzugsweise gemäß dem Standard der Japanese Standards Association (JSA) JIS Z 2242 entsprechend der ISO 179 gemessen durchgeführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch ein hochfestes Stahlrohr gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. In einer Ausführungsform weist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stahlrohr eine Gefügestruktur mit einer ehemaligen durchschnittlichen Austenitkorngröße (D_avg) von < 5µm aufweist und eine Zugfestigkeit von mindestens 900 MPa sowie eine Übergangstemperatur von maximal -60 °C auf. Das Stahlrohr stellt vorzugsweise ein Airbagrohr dar.
Vorteile und Merkmale, die bezüglich des Verfahrens beschrieben werden, gelten - soweit anwendbar auch für die erfindungsgemäßen Stahlrohre nach Anspruch 1 und Anspruch 2 und umgekehrt. Zudem gelten Vorteile und Merkmale, die bezüglich des Stahlrohres nach Anspruch 1 beschrieben werden, - soweit anwendbar - auch für das Stahlrohr, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und umgekehrt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stahlrohr ein martensitisches Gefüge auf.
Gemäß einer Ausführungsform besteht das Stahlrohr aus einer Legierung, die außer Eisen und schmelzbedingten Verunreinigungen die folgenden Legierungselemente in Ma-% (Masse-Prozent) aufweist:

C 0,07 - 0,50
Si 0,01 - 0,60
Mn 0,3 - 1,7
Cr max. 1,2
Mo max. 1,2
Ni max. 0,4
AI 0,01 - 0,10
V max. 0,15
Nb max. 0,06
Ti max. 0,06.

Die Legierung wird im Folgenden auch als Stahllegierung, Stahl oder Werkstoff bezeichnet. Gehaltsangaben von Legierungselementen sind in Massenprozent angegeben, werden aber gegebenenfalls nur mit Prozent bezeichnet.
Kohlenstoff (C) liegt vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,07 - 0,50 Ma% vor. Kohlenstoff erhöht die Festigkeit der Stahllegierung.
Silizium (Si) liegt vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,01 - 0,60Ma%, vorzugsweise im Bereich von 0,01-0,50 Ma%, vor. Silizium erhöht die Zugfestigkeit und Streckgrenze.
Mangan (Mn) liegt vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,3 - 1,7 Ma% vor. Mangan erhöht die Streckgrenze und Festigkeit der Stahllegierung. Zudem verbessert Mangan als Ersatz für Kohlenstoff die Schweißbarkeit. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt Mangan in einer Menge im Bereich von 0,5-1,7 Ma% und besonders bevorzugt im Bereich von 0,6-1,7 Ma% vor. Chrom (Cr) liegt vorzugsweise in einer Menge von maximal 1,2 Ma% vor. Chrom erhöht die Zähigkeit und Zugfestigkeit der Stahllegierung.
Molybdän (Mo) liegt vorzugsweise in einer Menge von maximal 1,2 Ma% vor. Molybdän verbessert insbesondere die Zugfestigkeit und Schweißbarkeit der Stahllegierung.
Nickel (Ni) liegt vorzugsweise in einer Menge von maximal 0,4 Ma% vor. Nickel erhöht die Zugfestigkeit und die Streckgrenze.
Aluminium (AI) liegt vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,01 - 0,10 Ma% vor.
Vanadium (V) liegt vorzugsweise in einer Menge von maximal 0,15 Ma% vor. Vanadium erhöht die Zugfestigkeit der Legierung.
Niob (Nb) liegt vorzugsweise in einer Menge von maximal 0,06 Ma% vor.
Titan (Ti) liegt vorzugsweise in einer Menge von maximal 0,06 Ma% vor.
Schmelzbedingte oder erschmelzungsbedingte Verunreinigungen sind insbesondere Verunreinigungen, die bei der Stahlherstellung, insbesondere durch beim Erzeugen der Schmelzen und Behandeln der Schmelze zugegebene Materialien in die Stahllegierung gelangen.
In einer Ausführungsvariante besteht das erfindungsgemäße Stahlrohr aus einer Stahllegierung, die insbesondere für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann, aus folgenden Legierungselemente, die außer Eisen und schmelzbedingter Verunreinigungen in Ma% in der Legierung vorliegen:

C 0,08 - 0,15

Si 0,01 - 0,60

Mn 1,0-1,7

Cr max. 1,0; bevorzugt 0,2-0,9

Mo max. 0,2

Ni max. 0,4; bevorzugt 0,15 - 0,4

AI 0,01 - 0,10

V max. 0,15

Nb max. 0,06

Ti max. 0,06.
Bei dem Stahlrohr handelt es sich insbesondere um eine Airbagrohr. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stahlrohr eine Gefügestruktur mit einer durchschnittlichen ursprünglichen Austenitkorngröße (D_avg) von <5 Micrometer (µm), vorzugsweise 4,6 µm auf, insbesondere < 4,0µm, besonders bevorzugt < 3,5 µm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stahlrohr, insbesondere das Airbagrohr eine Gefügestruktur mit einer durchschnittlichen martensitische Paketgröße von d_avg < 3 µm auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Stahlrohr, insbesondere das Airbagrohr eine Gefügestruktur aus gestrecktem, angelassenen Martensit auf. Diese Gefügestruktur wird vorzugsweise insbesondere durch eine Wärmebehandlung mit anschließendem Kaltziehen erzielt.
Vorzugsweise weist das Airbagrohr eine Übergangstemperatur von kleiner -60°C auf. Die Übergangstemperatur wird vorzugsweise durch den oben genannten Ring-Charpy-Versuch ermittelt. Beispielsweise wird hierbei die Übergangstemperatur ermittelt durch eine Probennahme in jeweiligen Längenabschnitt als ringförmige Kerbschlagprobe, das heißt, als schmaler Rohrabschnitt mit einer zu Testzwecken eingebrachten Sollkerbe. Nach Abkühlung auf Tieftemperaturbedingung des Tests erfolgt ein axialer Schlag auf die Probe. Bei derjenigen Tieftemperatur, bei der von einem plastischen auf ein sprödes Bruchverhalten der Proben übergegangen wird, spricht man von der Übergangstemperatur. Es versteht sich, dass zu deren Ermittlung mehrere Proben für die Charakterisierung eines Längenabschnitts getestet werden müssen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Stahlrohr, insbesondere das Airbagrohr eine Wandstärke von weniger als 4 Millimeter (mm) auf. Stahlrohre mit dieser Wandstärke kommen insbesondere als Airbagrohre zum Einsatz.
Vorzugsweise weist das Stahlrohr ein gegenüber einem schlussvergüteten Stahlrohr reduziertes Toleranzband, insbesondere halbe „Werte“ der Norm EN 10305-1, für den Außendurchmesser (AD) und/oder für den Innendurchmesser (ID) auf.
Vorzugsweise ist das Stahlrohr im Gegensatz zu einem schlussvergüteten, nicht nachbehandelten Stahlrohr zunderfrei.
Bei einem Airbagrohr wird vorzugweise bei der Herstellung nach der Wärmebehandlung ein Ziehvorgang, insbesondere ein Kaltziehschritt durchgeführt. Besonders bevorzugt wird nach dem Ziehen ein Spannungsarmglühen durchgeführt.
Figurenliste
Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1: Zeit-Temperatur-Verlauf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
2: Zeit-Temperatur-Verlaufs einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
3: eine schematische Darstellung ehemaliger austenitische Korngrößenverteilung von Stahlrohren Ausführungsformen der Erfindung; und
4: schematische Darstellung eines martensitischen Gefüges mit ehemaligen Austenitkorngrenzen und mit martensitischen Paketgrenzen.

In 1 ist der Zeit-Temperatur-Verlauf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens schematisch gezeigt. Wie sich aus 1 ergibt, wird das warmgewalzte Vorrohr in einem ersten Härtungsschritt auf eine Abschrecktemperatur, die größer als 900°C ist, erhitzt. Das Erhitzen erfolgt mit einer Heizrate von mehr als 50 Kelvin / Sekunde (K/s), beispielsweise mehr als 70 K/s. Anschließend wird das Vorrohr für eine Dauer von 1-10 Sekunden, beispielsweise 4-5 Sekunden, auf der Abschrecktemperatur gehalten. Danach wird das Vorrohr mit einer Kühlrate t8/5 von weniger als 4 Kelvin/Sekunden auf eine Temperatur unterhalb der Ms-Temperatur abgeschreckt. Dieser Härtungsschritt wird danach erneut durchgeführt. Nach dem zweiten Härtungsschritt wird das Vorrohr auf eine Anlasstemperatur oberhalb von 400°C, insbesondere 400 bis 500°C erwärmt. Das Erwärmen erfolgt insbesondere bei einer Heizrate von mehr als 15K/s. Nach einer Haltezeit von mehr als 5 Sekunden wird das Vorrohr abgekühlt.
In 2 ist der Zeit-Temperatur-Verlauf einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens schematisch gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird das Vorrohr im Anschluss an den Anlassschritt durch Ziehen, insbesondere Kaltziehen umgeformt und anschließend einem Spannungsarmglühen unterzogen. Das Spannungsarmglühen wird bei einer Temperatur von mehr als 420°C durchgeführt und das Vorrohr vorzugsweise länger als 500s auf dieser Temperatur gehalten.
In 3 ist die ehemalige austenitische Korngrößenverteilung nach einem Stahlrohr gemäß Ausführungsformen der Erfindung (DQT) schematisch dargestellt. Wie sich aus diesem Diagramm ergibt, liegt die Korngröße gemäß den Ausführungsformen der Erfindung, die einem doppelten Härten und Anlassen unterzogen wurde bei überwiegend um die 3,0 µm. Die Korngrößen wurden von Längschliffen bei einem Flächenausschnitt von 27950 µm² der Stahlrohre gemessen.
Die Messungen wurden an Luppen mit einem Außendurchmesser von 30mm und einer Wandstärke von 2,3mm (30x2,3) durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch gegenüber Verfahren, bei denen kaltgezogene Rohre gehärtet werden (Final-QT), und Verfahren, bei denen ein einfach vergütetes Stahlrohr kaltgezogen und spannungsarm geglüht wird (QT+SR), vorteilhaft. Gegenüber den mittels des Final-QT-Verfahrens hergestellten Fertigrohren ist die Wahrscheinlichkeit der erfindungsgemäß erzielten geringen ehemaligen Austenitkorngröße höher. Gegenüber den mittels des QT+SR-Verfahrens hergestellten Fertigrohren, ist bei den erfindungsgemäß hergestellten Rohren die ehemalige Austenitkorngröße wesentlich geringer.
In 4 ist schematisch ein martensitisches Gefüge dargestellt. Insbesondere sind die ehemaligen Austenitkorngrößen und die martensitischen Paketgrenzen gezeigt. Die durchschnittliche Martensitpacketgröße wird mit d_avg und die durchschnittliche ehemalige Austenitkorngröße mit D_avg bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine Methode zum doppelten Abschrecken und Anlassen (DQ & T) von hochfesten, warmgewalzten Stahlrohren. Die Erwärmung auf die Abschrecktemperatur erfolgt vorzugsweise mittels Induktionserwärmung. Mit der vorliegenden Erfindung werden sehr feinkörnige Mikrostrukturen erzeugt. Insbesondere ist die ehemalige Austenitkorngröße im Vergleich zu herkömmlichen mittels Härten und Anlassen (Q&T) hergestellten Stahlrohren geringer. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine signifikante Kornverfeinerung mit einer durchschnittlichen Austenitkorngröße (D_avg) von 4,6µm gegenüber QT-Rohren mit D_avg in Höhe von 7,8µm erzielt.
Die Kornverfeinerung in vergütetem Gefüge und die kleine martensitische Paketgröße führt zu einer Erhöhung der Streckgrenzen der Materialien gemäß der Hall-Petch-Beziehung und auch der Zähigkeit des Materials, indem die Bruchfestigkeit erhöht und die Rissausbreitung durch die Korngrenzen gestoppt werden. Diese Eigenschaften werden auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren DQ&T erzielt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Kaltziehen können d_avg < 3 µm und D_avg < 5µm erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere kann eine hohe Zähigkeit (insbesondre bei tiefen Temperaturen) bei gleichzeitig hoher Streckgrenze/Festigkeit erzielt werden. Somit werden sichere hochfeste Bauteile, beispielsweise sichere Airbagrohre, und die Produkte mit vergütetem Gefüge geschaffen. Zudem werden feinkörnige Stähle mit besten Oberflächengüten geschaffen. Die Vorteile können auch an Rohren mit größeren Abmessungen z.B. AD > 30 mm und WD > 2 mm erzielt werden, die beispielsweise im Airbag-Bereich eingesetzt werden können. Die Erfindung ist nicht auf nahtlose Stahlrohre beschränkt, sondern kann auch geschweißte Stahlrohre betreffen.

Claims

Hochfestes Airbagrohr, dadurch gekennzeichnet, dass es ein martensitisches Gefüge mit einer Gefügestruktur mit einer ehemalige durchschnittlichen Austenitkorngröße (D_avg) von < 5µm aufweist und eine Zugfestigkeit von mindestens 900 MPa sowie eine Übergangstemperatur von maximal -60 °C aufweist..
Hochfestes Stahlrohr, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18 hergestellt ist.
Hochfestes Stahlrohr nach Anspruch 2, wobei das Stahlrohr ein martensitisches Gefüge und eine Zugfestigkeit von mindestens 900 MPa, insbesondere mindestens 1.050 MPa aufweist.
Hochfestes Stahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Stahlrohr aus einer Legierung besteht, die außer Eisen und schmelzbedingten Verunreinigungen die folgenden Legierungselemente in Ma-% aufweist: C 0,07 - 0,50 Si 0,01 - 0,60 Mn 0,3 - 1,7 Cr max. 1,2 Mo max. 1,2 Ni max. 0,4 AI 0,01 - 0,10 V max. 0,15 Nb max. 0,06 Ti max. 0,06.
Hochfestes Stahlrohr nach Anspruch 4, wobei Mangan in einer Menge im Bereich von 0,5-1,7 Ma%, vorzugsweise 0,6-1,7 Ma% vorliegt.
Hochfestes Stahlrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Stahlrohr eine Gefügestruktur mit einer ehemalige durchschnittlichen Austenitkorngröße (D_avg) von < 5 µm, vorzugsweise < 4,6 µm, insbesondere < 4,0 µm, besonders bevorzugt < 3,5 µm aufweist.
Hochfestes Stahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stahlrohr eine Gefügestruktur mit einer durchschnittlichen martensitische Paketgröße von d_avg < 3 µm aufweist.
Hochfestes Stahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Stahlrohr eine Gefügestruktur aus gestrecktem, angelassenen Martensit aufweist.
Hochfestes Stahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Stahlrohr eine Wandstärke von weniger als 4mm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Stahlrohres, dadurch gekennzeichnet, dass ein warmgewalztes Vorrohr zumindest zwei Härtungsschritten mit einem abschließenden Anlassschritt unterzogen wird, das Vorrohr zum Härten auf eine Abschrecktemperatur von mindestens der Ac3-Temperatur erhitzt wird und zum Anlassen auf eine Anlasstemperatur im Bereich von 400 bis 600°C erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei zwei Härtungsschritte gefolgt von einem einzigen Anlassschritt durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Vorrohr zum Härten auf eine Temperatur von größer Ac3, insbesondere Ac3 +50°C, aufgeheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Vorrohr nach dem Anlassschritt gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Vorrohr nach dem Ziehen einem Spannungsarmglühen unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Erhitzen durch Induktionserwärmung erfolgt, insbesondere bei einer Aufheizrate von größer 50K/s .
Verfahren nach eine der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Abschrecken bei einer t8/5-Zeit von weniger als 4s erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei das Vorrohr vor dem Abschrecken für eine Zeitdauer von 1 bis 10 Sekunden auf der Abschrecktemperatur gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei das Vorrohr für eine Zeitspanne von mehr als 5 Sekunden auf der Anlasstemperatur gehalten wird.