DE102024104377A1

DE102024104377A1 - Blechformteil mit verbessertem kathodischem Korrosionsschutz

Info

Publication number: DE102024104377A1
Application number: DE102024104377.6A
Authority: DE
Inventors: David Hoffmann; Stefan Krebs; Sebastian Stille
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2024-02-16
Filing date: 2024-02-16
Publication date: 2024-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blechformteil geformt aus einem Stahlblechzuschnitt umfassend ein Stahlsubstrat, das aus einem Stahl, der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist, besteht. Das Blechformteil weist auf mindestens einer Seite einen Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium ein absolutes Minimum aufweist, dessen Wert um mindestens 70mV niedriger ist als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrat. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Blechformteils.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechformteil mittels Warmumformen eines Stahlblechzuschnittes.
Als „Stahlblechzuschnitte“ oder „Blechzuschnitte“ werden hier Zuschnitte von Stahlflachprodukten, wie beispielsweise Platinen, verstanden. Wenn von einem „Stahlflachprodukt“ oder auch von einem „Blechprodukt“ die Rede ist, so sind damit Walzprodukte, wie Stahlbänder oder -bleche, gemeint aus den für die Herstellung von beispielsweise Karosseriebauteilen „Blechzuschnitte“ (auch Platinen genannt) abgeteilt werden. „Blechformteile“ oder „Blechbauteile“ sind aus derartigen Blechzuschnitten hergestellt, wobei hier die Begriffe „Blechformteil“ und „Blechbauteil“ synonym verwendet werden.
Alle Angaben zu Gehalten der in der vorliegenden Anmeldung angegebenen Stahlzusammensetzungen sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt. Alle nicht näher bestimmten, im Zusammenhang mit einer Stahllegierung stehenden „%-Angaben“ sind daher als Angaben in „Gew.-%“ zu verstehen. Mit Ausnahme der auf das Volumen (Angabe in „Vol.-%“) bezogenen Angaben zum Restaustenit-Gehalt des Gefüges eines erfindungsgemäßen Blechformteils beziehen sich Angaben zu den Gehalten der verschiedenen Gefügebestandteile (z.B. Martensit) jeweils auf die Fläche eines Schliffs einer Probe des jeweiligen Erzeugnisses (Angabe in Flächenprozent „Flächen-%“), soweit nicht ausdrücklich anders angegeben. In diesem Text gemachte Angaben zu den Gehalten der Bestandteile einer Atmosphäre beziehen sich auf das Volumen (Angabe in „Vol.-%“).
Werden im vorliegenden Text Formeln oder Bedingungen genannt, in denen anhand von Gehalten bestimmter Legierungselemente Werte berechnet oder gebildet werden, so werden die betreffenden Gehalte an Legierungselementen jeweils in Gew.-% in diese Formeln oder Bedingungen eingesetzt, sofern nichts anderes angegeben ist.
Aus der WO 2022/048990 A1 sind Stahlflachprodukte sowie Blechformteile und Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Die Stahlflachprodukte und Blechformteile weisen dabei einen Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis auf, der durch Schmelztauchbeschichten hergestellt wird. Die dabei verwendete Schmelze weist einen Si-Gehalt von 0,05-3 Gew.-% auf.
Derartige Stahlflachprodukte weisen einen Überzug auf Aluminium-Basis auf und werden mittels Warmumformen zu Blechformteilen weiterverarbeitet. Dabei werden Zuschnitte aus den Stahlflachprodukten über eine gewisse Glühdauer (z.B. 4 Minuten) auf eine Warmumformtemperatur (z.B. 900 °C) erwärmt. Während dieser Glühdauer diffundiert Eisen aus dem Stahlsubstrat in den Überzug auf Aluminium-Basis. Hierdurch ergibt sich ein Überzug, der sehr effektiv gegen Korrosion schützt. Der heiße Zuschnitt wird anschließend in einem Umformwerkzeug zu einem Blechformteil umgeformt und schnell abgekühlt, wodurch sich ein Härtegefüge (z.B. Martensit) im Stahlsubstrat bildet. Im Ergebnis erhält man ein Blechformteil mit hoher Festigkeit und einem Überzug, der sehr gut gegen Korrosion schützt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist derartige Blechformteile und deren Herstellungsverfahren so weiterzuentwickeln, dass sich verbesserte Korrosionseigenschaften ergeben. Insbesondere soll der kathodische Korrosionsschutz verbessert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlflachproduktes für die Warmumformung mit einem Überzug umfassend folgende Arbeitsschritte:

a) Zurverfügungstellen einer Bramme oder einer Dünnbramme, die aus einem Stahl besteht, der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist;
b) Durcherwärmen der Bramme oder Dünnbramme bei einer Temperatur (T1) von 1000-1400 °C;
c) optionales Vorwalzen der durcherwärmten Bramme oder Dünnbramme zu einem Zwischenprodukt mit einer Zwischenprodukttemperatur (T2) von 1000-1200 °C;
d) Warmwalzen zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt, wobei die Endwalz-temperatur (T3) 750-1000 °C beträgt;
e) optionales Haspeln des warmgewalzten Stahlflachprodukts, wobei die Haspel-Temperatur (T4) höchstens 700 °C beträgt;
f) Optionales Entzundern des warmgewalzten Stahlflachprodukts;
g) optionales Kaltwalzen des Stahlflachprodukts, wobei der Kaltwalzgrad mindestens 30 % beträgt;
h) Glühen des Stahlflachprodukts bei einer Glühtemperatur (T5) von 650-900 °C;
i) Abkühlen des Stahlflachprodukts auf eine Eintauchtemperatur (T6), welche 600-800 °C, bevorzugt 680-720 °C beträgt;
j) Beschichten des auf die Eintauchtemperatur abgekühlten Stahlflachprodukts mit einem Überzug durch
1. i. Eintauchen in ein Schmelzbad mit einer Schmelzentemperatur (T7) 660-800 °C, bevorzugt 670-710 °C, wobei das Schmelzbad aus 0,5-4 Gew.-% Si, optional 2-4 Gew.-% Fe, optional bis zu 5,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht;
2. ii. Abblasen des Stahlflachproduktes nach Austritt aus dem Schmelzbad mittels eines Gasstroms;
k) Abkühlen des beschichteten Stahlflachprodukts auf Raumtemperatur, wobei eine mittlere Abkühlrate zwischen 660 °C und 570 °C mindestens 15 K/s beträgt;
l) optionales Dressieren des beschichteten Stahlflachprodukts.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass der Si-Gehalt der Schmelze im Bereich von 0,5-4 Gew.-% Si, insbesondere im Bereich von 0,5-1,5 Gew.-%, in Kombination mit der speziellen Abkühlrate in Schritt k) zu einem Stahlflachprodukt führt, das sich zu einem Blechformteil mit verbesserten Eigenschaften umformen lässt. Der diesbezügliche Mechanismus ist weiter unter detailliert erläutert.
In Arbeitsschritt a) wird ein entsprechend der erfindungsgemäß für das Stahlflachprodukt vorgegebenen Legierung zusammengesetztes Halbzeug zur Verfügung gestellt. Dies kann eine im konventionellen Brammenstrangguss oder im Dünnbrammenstrangguss erzeugte Bramme sein.
In Arbeitsschritt b) wird das Halbzeug bei einer Temperatur (T1) von 1000-1400 °C durcherwärmt. Sollte das Halbzeug nach dem Vergießen abgekühlt sein, so wird das Halbzeug zum Durcherwärmen zunächst auf 1000-1400 °C wiedererwärmt. Die Durcherwärmungstemperatur sollte mindestens 1000 °C betragen, um eine gute Verformbarkeit für den nachfolgenden Walzprozess sicherzustellen. Die Durcherwärmungstemperatur sollte nicht mehr als 1400 °C betragen, um Anteile schmelzflüssiger Phasen im Halbzeug zu vermeiden.
Im optionalen Arbeitsschritt c) wird das Halbzeug zu einem Zwischenprodukt vorgewalzt. Dünnbrammen werden üblicherweise keiner Vorwalzung unterzogen. Dickbrammen, die zu Warmbändern ausgewalzt werden sollen, können bei Bedarf einer Vorwalzung unterzogen werden. In diesem Fall sollte die Temperatur des Zwischenprodukts (T2) am Ende des Vorwalzens mindestens 1000 °C betragen, damit das Zwischenprodukt genügend Wärme für den nachfolgenden Arbeitsschritt des Fertigwalzens enthält. Hohe Walztemperaturen können jedoch auch ein Kornwachstum während des Walzvorgangs fördern, was sich nachteilig auf die mechanischen Eigenschaften des Stahlflachprodukts auswirkt. Um das Kornwachstum während des Walzvorgangs gering zu halten, soll die Temperatur des Zwischenprodukts am Ende des Vorwalzens nicht mehr als 1200 °C betragen.
In Arbeitsschritt d) wird die Bramme oder Dünnbramme oder, wenn Arbeitsschritt c) ausgeführt wurde, das Zwischenprodukt zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt gewalzt. Wurde Arbeitsschritt c) ausgeführt, so wird das Zwischenprodukt typischerweise unmittelbar nach dem Vorwalzen fertiggewalzt. Typischerweise beginnt das Fertigwalzen spätestens 90s nach dem Ende des Vorwalzens. Die Bramme, die Dünnbramme oder, wenn Arbeitsschritt c) ausgeführt wurde, das Zwischenprodukt werden bei einer Endwalztemperatur (T3) ausgewalzt. Die Endwalz-temperatur, das heißt die Temperatur des fertig warmgewalzten Stahlflachprodukts am Ende des Warmwalzvorgangs, beträgt 750-1000 °C. Bei Endwalztemperaturen kleiner 750 °C nimmt die Menge an freiem Vanadium ab, da größere Mengen an Vanadiumkarbiden ausgeschieden werden. Die beim Fertigwalzen ausgeschiedenen Vanadiumkarbide sind sehr groß. Sie weisen typischerweise eine mittlere Korngröße von 30 nm oder mehr auf und werden in nachfolgenden Glühprozessen, wie sie zum Beispiel vor dem Schmelztauchbeschichten durchgeführt werden, nicht mehr aufgelöst. Die Endwalztemperatur ist auf Werte von höchstens 1000 °C begrenzt, um einer Vergröberung der Austenitkörner vorzubeugen. Außerdem sind Endwalztemperaturen von höchstens 1000 °C prozesstechnisch relevant zur Einstellung von Haspeltemperaturen (T4) kleiner 700 °C.
Das Warmwalzen des Stahlflachprodukts kann als kontinuierliches Warmbandwalzen oder als reversierendes Walzen erfolgen. Arbeitsschritt e) sieht für den Fall des kontinuierlichen Warmbandwalzens ein optionales Haspeln des warmgewalzten Stahlflachprodukts vor. Dazu wird das Warmband nach dem Warmwalzen innerhalb von weniger als 50s auf eine Haspeltemperatur (T4) abgekühlt. Als Kühlmedium kann hierfür beispielsweise Wasser, Luft oder eine Kombination aus beidem verwendet werden. Die Haspeltemperatur (T4) sollte höchstens 700 °C betragen, um die Bildung großer Vanadiumkarbide zu vermeiden. Die Haspeltemperatur ist prinzipiell nicht nach unten beschränkt. Allerdings haben sich Haspeltemperaturen von mindestens 500 °C als günstig für die Kaltwalzbarkeit erwiesen. Anschließend wird das gehaspelte Warmband in konventioneller Weise an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt.
In Arbeitsschritt f) wird das warmgewalzte Stahlflachprodukt optional in konventioneller Weise durch Beizen oder durch eine andere geeignete Behandlung entzundert.
Das von Zunder gereinigte warmgewalzte Stahlflachprodukt kann vor der Glühbehandlung in Arbeitsschritt g) optional einem Kaltwalzen unterzogen werden, um beispielsweise höhere Anforderungen an die Dickentoleranzen des Stahlflachprodukts zu erfüllen. Der Kaltwalzgrad (KWG) sollte dabei mindestens 30 % betragen, um in das Stahlflachprodukt genügend Verformungsenergie für eine schnelle Rekristallisation einzubringen. Unter dem Kaltwalzgrad KWG wird dabei der Quotient aus der Dickenabnahme beim Kaltwalzen ΔdKW durch die Warmbanddicke d verstanden: $KWG = Δ dKW / d$
mit ΔdKW = Dickenabnahme beim Kaltwalzen in mm und d = Warmbanddicke in mm, wobei sich die Dickenabnahme ΔdKW aus der Differenz der Dicke des Stahlflachprodukts vor dem Kaltwalzen zur Dicke des Stahlflachprodukts nach dem Kaltwalzen ergibt. Beim Stahlflachprodukt vor dem Kaltwalzen handelt es sich üblicherweise um ein Warmband der Warmbanddicke d. Das Stahlflachprodukt nach dem Kaltwalzen wird üblicherweise auch als Kaltband bezeichnet. Der Kaltwalzgrad kann prinzipiell sehr hohe Werte von über 90 % annehmen. Allerdings haben sich Kaltwalzgrade von höchstens 80 % als günstig zur Vermeidung von Bandrissen erwiesen.
In Arbeitsschritt h) wird das Stahlflachprodukt einer Glühbehandlung bei Glühtemperaturen (T5) von 650-900 °C unterzogen. Dazu wird das Stahlflachprodukt zunächst innerhalb von 10 bis 120s auf die Glühtemperatur erwärmt und dann 30 bis 600s bei der Glühtemperatur gehalten. Die Glühtemperatur beträgt mindestens 650 °C, bevorzugt mindestens 720 °C. Glühtemperaturen oberhalb von 900 °C sind aus ökonomischen Gründen nicht wünschenswert.
In Arbeitsschritt i) wird das Stahlflachprodukt nach dem Glühen auf eine Eintauchtemperatur (T6) abgekühlt, um es für die anschließende Beschichtungsbehandlung vorzubereiten. Die Eintauchtemperatur ist kleiner als die Glühtemperatur und wird auf die Temperatur des Schmelzbads abgestimmt. Die Eintauchtemperatur beträgt 600-800 °C, bevorzugt mindestens 650 °C, besonders bevorzugt mindestens 670 °C, besonders bevorzugt höchstens 700 °C. Für eine besonders homogene Grenzschichtausbildung ist es wichtig, dass genügend thermische Energie in der Grenzschicht zwischen Stahlsubstrat und Aluminiumschmelze vorliegt. Dies ist bei tieferen Temperaturen als 600 °C nicht der Fall, so dass sich unerwünschte Verbindungen bilden können, deren spätere Rückumwandlung zu Poren führen kann. Ab den bevorzugten Eintauchtemperaturen erhöht sich die Diffusionsgeschwindigkeit von Eisen in Aluminium nochmals signifikant, so dass bereits zu Beginn des Überzugsprozesses vermehrt Eisen in die noch flüssige Grenzschicht eindiffundieren kann. Die Dauer der Abkühlung des geglühten Stahlflachprodukts von der Glühtemperatur T5 auf die Eintauchtemperatur T6 beträgt bevorzugt 10-180s. Insbesondere weicht die Eintauchtemperatur T6 von der Temperatur des Schmelzenbades T7 um nicht mehr als 30K, insbesondere nicht mehr als 20K, bevorzugt nicht mehr als 10K ab.
Das Stahlflachprodukt wird in Arbeitsschritt j) einer Beschichtungsbehandlung unterzogen. Die Beschichtungsbehandlung erfolgt bevorzugt mittels kontinuierlichem Schmelztauchbeschichten. Die Beschichtung kann nur auf einer Seite, auf beiden Seiten oder auf allen Seiten des Stahlflachprodukts aufgebracht werden. Die Beschichtungsbehandlung erfolgt bevorzugt als Schmelztauchbeschichtungsprozess, insbesondere als kontinuierlicher Prozess. Dabei kommt das Stahlflachprodukt üblicherweise auf allen Seiten mit dem Schmelzbad in Kontakt, so dass es allseits beschichtet wird. Das Schmelzbad, das die auf das Stahlflachprodukt aufzubringende Legierung in flüssiger Form enthält, weist typischerweise eine Temperatur (T7) von 660-800 °C, bevorzugt 670-740 °C, besonders bevorzugt 670-710 °C auf. Als zum Beschichten alterungsbeständiger Stahlflachprodukte mit einem Korrosionsschutzüberzug besonders geeignet haben sich Legierungen auf Aluminiumbasis erwiesen. In einem solchen Fall enthält das Schmelzbad 0,5 bis 4 Gew.-% Si, insbesondere 0,5-1,5 Gew.-% Si, optional 2-4 Gew.-% Fe, optional 0,1-5,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, bevorzugt bis zu 1,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, und optionale weitere Bestandteile, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium. Bei einer bevorzugten Variante umfasst der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze 0,1-1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1-0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1-0,5 Gew.-% Mg. Weiterhin kann der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, insbesondere mindestens 0,01 Gew.-% Ca, umfassen. Insbesondere besteht der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze aus 0,1-1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1-0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1-0,5 Gew.-% Mg und optional mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, bevorzugt mindestens 0,01 Gew.-% Ca.
Nach dem Austritt aus dem Schmelzbad wird das Stahlflachprodukt mittels eines Gasstroms abgeblasen, um die Dicke des Überzuges einzustellen.
Nach der Beschichtungsbehandlung wird das beschichtete Stahlflachprodukt in Arbeitsschritt k) auf Raumtemperatur abgekühlt. Dabei beträgt eine mittlere Abkühlrate zwischen 660 °C und 570 °C mindestens 15 K/s, bevorzugt mindestens 20 K/s. Dies entspricht dem Bereich zwischen dem Beginn der Verfestigung und dem Ende der Verfestigung des Überzuges. Bei einer Abkühlung auf 660 °C beginnt die Verfestigung des Überzuges und bei einer weiteren Abkühlung auf 570 °C ist der Überzug vollständig verfestigt. Bevorzugt beträgt die mittlere Abkühlrate maximal 100 K/s, besonders bevorzugt maximal 50 K/s.
Bereits während des Schmelztauchbeschichtens und Abkühlens kommt es zu einer gewissen Diffusion von Eisen aus dem Stahlsubstrat in den Überzug. Diese Diffusion wird erneut gestartet, wenn die Blechzuschnitte des erhaltenen Stahlflachproduktes erneut vor der Umformung auf Temperaturen oberhalb von AC3 erwärmt werden. Während die Diffusion während des Schmelztauchbeschichtens und Abkühlens bei Temperaturen von etwa 750 °C bis runter auf 570 °C stattfindet (bei 570 °C stoppt die Diffusion im Wesentlichen aufgrund der Verfestigung des Überzuges), findet die Diffusion bei der erneuten Erwärmung vor der Umformung bei Temperaturen um 900 °C statt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich der Grenzbereich zwischen dem Stahlsubstrat und dem Überzug unterschiedlich ausbildet, je nachdem bei welchen Temperaturen die Diffusion stattfindet. Im niedrigeren Temperaturbereich von 750 °C bis 570 °C verläuft die Diffusion vergleichsweise langsam und es bildet sich ein relativ scharfer Übergang zwischen Stahlsubstrat und Überzug. Dagegen verlaufen die Diffusionsvorgänge bei Temperaturen von 900 °C deutlich schneller. Zusätzlich bilden sich schmelzflüssige Phasen im Überzug, so dass neben der gleichmäßig verlaufenden Diffusion eine gewisse Durchmischung aufgrund von Konvektion auftritt. Derartige Konvektionsbereiche sind natürlicherweise zufällig verteilt. Im Ergebnis führen diese beiden Effekte dazu, dass sich kein so scharfer Übergang zwischen Überzug und Stahlsubstrat bildet.
Die Erfinder haben erkannt, dass es vorteilhaft ist, die Diffusionsvorgänge nach dem Schmelztauchbeschichten möglichst schnell zu stoppen, indem eine mittlere Abkühlrate zwischen 660 °C und 570 °C von mindestens 15 K/s, bevorzugt von mindestens 20 K/s festgelegt wird. Dies führt dazu, dass die Diffusion auf den späteren Verfahrensschritt beim Wiedererwärmen verlagert wird und dort bei höheren Temperaturen stattfindet. Im Ergebnis erhält man einen ungleichmäßigeren Übergang zwischen Stahlsubstrat und Überzug beim erhaltenen Blechformteil. Im Ergebnis ergeben sich mehr Phasen mit FeAl₂ und FeAl₃ im Überzug. Diese Phasen führen zu einem negativeren elektrochemischen Potential und damit zu einem besseren kathodischen Korrosionsschutz des erhaltenen Bauteils.
Das beschichtete Stahlflachprodukt kann optional einem Dressieren mit einem Dressiergrad von bis zu 2% unterzogen werden, um die Oberflächenrauheit des Stahlflachprodukts zu verbessern.
Der verwendete Stahl beim Verfahren zum Herstellen eines Stahlflachproduktes, beim Verfahren zum Herstellen eines Blechformteils und beim Blechformteil selbst ist ein Stahl der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für den Stahl des warmumgeformten Blechformteils.
Insbesondere ist das Gefüge des Stahls durch ein Warmumformen in ein martensitisches oder teilweise martensitisches Gefüge umwandelbar. Das Gefüge des Stahlsubstrates des Blechformteils ist also bevorzugt ein martensitisches oder zumindest teilweise martensitisches Gefüge, da dieses eine besonders hohe Härte aufweist.

Besonders bevorzugt ist das Stahlsubstrat ein Stahl, der neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) aus

C:	0,04-0,45 Gew.-%,
Si:	0,02-1,2 Gew.-%,
Mn:	0,5-2,6 Gew.-%,
Al:	0,02-1,0 Gew.-%,
P:	≤ 0,05 Gew.-%,
S:	≤ 0,02 Gew.-%,
N:	≤ 0,02 Gew.-%,
Sn:	≤ 0,03 Gew.-%,
As:	≤ 0,01 Gew.-%,
Ca:	≤ 0,005 Gew.-%,

sowie optional einem oder mehreren der Elemente „Cr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V“ in folgenden Gehalten

Cr:	0,08-1,0 Gew.-%,
B:	0,001-0,005 Gew.-%,
Mo:	≤ 0,5 Gew.-%,
Ni:	≤ 0,5 Gew.-%,
Cu:	≤ 0,2 Gew.-%,
Nb:	0,01-0,08 Gew.-%,
Ti:	0,01-0,08 Gew.-%,
V:	≤ 0,3 Gew.-%,

besteht.

Bei den Elementen P, S, N, Sn, As, Ca handelt es sich um Verunreinigungen, die bei der Stahlerzeugung nicht vollständig vermieden werden können. Gelegentlich wird Ca auch bewusst zur Abbindung von Schwefel hinzulegiert. In einem solchen Fall beträgt der Gehalt von Ca mindestens 0,001 Gew.-%. Maximal beträgt der Ca-Gehalt auch in diesem Fall 0,005 Gew.-%.
Neben diesen Elementen können auch noch weitere Elemente als Verunreinigungen im Stahl vorhanden sein. Diese weiteren Elemente werden unter den „unvermeidbaren Verunreinigungen“ zusammengefasst. Bevorzugt beträgt der Gehalt an unvermeidbaren Verunreinigungen in Summe maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,1 Gew.-%. Die optionalen Legierungselemente Cr, B, Nb, Ti, für die eine Untergrenze angegeben ist, können auch in Gehalten unterhalb der jeweiligen Untergrenze als unvermeidbare Verunreinigungen im Stahlsubstrat vorkommen. In dem Fall werden sie ebenfalls zu den unvermeidbaren Verunreinigungen gezählt, deren Gesamtgehalt auf maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,1 Gew.-% begrenzt ist. Bevorzugt sind die individuellen Obergrenzen für die jeweilige Verunreinigung dieser Elemente wie folgt:

Cr: ≤ 0,050 Gew.-%,

B: ≤ 0,0005 Gew.-%

Nb: ≤ 0,005 Gew.-%,

Ti: ≤ 0,005 Gew.-%.
Dabei sind diese bevorzugten Obergrenzen als alternativ oder gemeinsam zu betrachten. Bevorzugte Varianten des Stahls erfüllen also eine oder mehrere dieser vier Bedingungen.
Bei einer eine bevorzugten Ausführungsform beträgt der C-Gehalt des Stahls maximal 0,37 Gew.% und/oder mindestens 0,06 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Ausführungsvarianten liegt der C-Gehalt im Bereich von 0,06-0,09 Gew.-% oder im Bereich von 0,11-0,25 Gew.-% oder im Bereich von 0,32-0,37 Gew.-%.
Bei einer eine bevorzugten Ausführungsform beträgt der Si-Gehalt des Stahls maximal 1,00 Gew.% und/oder mindestens 0,06 Gew.-%.
Der Mn-Gehalt des Stahls beträgt bei einer bevorzugten Variante maximal 2,4 Gew.-% und/oder mindestens 0,75 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Ausführungsvarianten liegt der Mn-Gehalt im Bereich von 0,75-0,85 Gew.-% oder im Bereich von 1,0-1,6 Gew.-%.
Der Al-Gehalt des Stahls beträgt bei einer bevorzugten Variante maximal 0,75 Gew.-%, insbesondere maximal 0,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,25 Gew.-%. Alternativ oder ergänzend beträgt der Al-Gehalt bevorzugt mindestens 0,02%.
Zudem hat sich gezeigt, dass es hilfreich sein kann, wenn die Summe der Gehalte von Silizium und Aluminium begrenzt sind. Bein einer bevorzugten Variante beträgt daher die Summe der Gehalte von Si und Al (üblicherweise bezeichnet als Si+Al) maximal 1,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 1,2 Gew.-%. Ergänzend oder alternativ beträgt die Summe der Gehalte von Si und Al mindestens 0,06 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,08 Gew.-%.
Bei den Elementen P, S, N handelt es sich um typische Verunreinigungen, die bei der Stahlerzeugung nicht vollständig vermieden werden können. Bei bevorzugten Varianten beträgt der P-Gehalt maximal 0,03 Gew.-%. Unabhängig davon beträgt der S-Gehalt bevorzugt maximal 0,012%. Zusätzlich oder ergänzend beträgt der N-Gehalt bevorzugt maximal 0,009 Gew.-%.
Optional enthält der Stahl zudem Chrom mit einem Gehalt von 0,08-1,0 Gew.-%. Bevorzugt beträgt der Cr-Gehalt maximal 0,75 Gew.-%, insbesondere maximal 0,5 Gew.-%.
Im Falle einer optionale Zulegierung von Chrom ist bevorzugt die Summe der Gehalte von Chrom und Mangan begrenzt. Die Summe beträgt maximal 3,3 Gew.-%, insbesondere maximal 3,15 Gew.-%. Weiterhin beträgt die Summe mindestens 0,5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,75 Gew.%.
Bevorzugt enthält der Stahl optional zudem Bor mit einem Gehalt von 0,001-0,005 Gew.-%. Insbesondere beträgt der B-Gehalt maximal 0,004 Gew.-%.
Optional kann der Stahl Molybdän mit einem Gehalt von maximal 0,5 Gew.-% enthalten, insbesondere maximal 0,1 Gew.-%.
Weiterhin kann der Stahl optional Nickel enthalten mit einem Gehalt von maximal 0,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,15 Gew.-%.
Optional kann der Stahl zudem Kupfer enthalten mit einem Gehalt von maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,15 Gew.-%.
Zudem kann der Stahl optional eines oder mehrere der Mikrolegierungselemente Nb, Ti und V enthalten. Dabei beträgt der optionale Nb-Gehalt mindestens 0,01 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,02 Gew.-% und maximal 0,08 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,04 Gew.-%. Der optionale Ti-Gehalt beträgt mindestens 0,01 Gew.-% und maximal 0,08 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,04 Gew.-%. Der optionale V-Gehalt beträgt maximal 0,3 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,2 Gew.-%, insbesondere maximal 0,1 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,05 Gew.-%.
Im Falle einer optionale Zulegierung von mehreren der Elemente Nb, Ti und V ist bevorzugt die Summe der Gehalte von Nb, Ti und V begrenzt. Die Summe beträgt maximal 0,1 Gew.-%, insbesondere maximal 0,068 Gew.-%. Weiterhin beträgt die Summe bevorzugt mindestens 0,015 Gew.%.
Die vorstehenden Erläuterungen zu bevorzugten Stahlsubstraten gelten selbstverständlich ebenso für das Stahlsubstrat des, im nachfolgenden beschriebene Stahlflachproduktes, sowie die Stahlsubstrate in den beschriebenen Herstellungsverfahren.
Das so hergestellte Stahlflachprodukt umfasst einen Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis. Dabei kann der Korrosionsschutzüberzug einseitig oder beidseitig auf dem Stahlflachprodukt aufgebracht sein. Als die beiden Seiten des Stahlflachproduktes werden die beiden sich gegenüberliegenden großen Flächen des Stahlflachproduktes bezeichnet. Die schmalen Flächen werden als Kanten bezeichnet.
Beim Schmelztauchbeschichten diffundiert wie bereits erläutert Eisen aus dem Stahlsubstrat in den flüssigen Überzug, so dass der Korrosionsschutzüberzug des Stahlflachproduktes beim Erstarren insbesondere eine Legierungsschicht und eine Al-Basisschicht aufweist.
Die Legierungsschicht liegt auf dem Stahlsubstrat auf und grenzt unmittelbar an dieses an. Die Legierungsschicht wird im Wesentlichen aus Aluminium und Eisen gebildet. Die übrigen Elemente aus dem Stahlsubstrat oder der Schmelzenzusammensetzung reichern sich nicht signifikant in der Legierungsschicht an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht aus 35-60 Gew.-% Fe, bevorzugt a-Eisen, optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 5,0 Gew.-%, bevorzugt 2,0% beschränkt sind, und als Rest Aluminium, wobei der Al-Gehalt bevorzugt in Richtung Oberfläche ansteigt. Die optionalen weiteren Bestandteile beinhalten insbesondere die übrigen Bestandteile der Schmelze (das heißt Silizium und gegebenenfalls Alkali- oder Erdalkalimetalle, insbesondere Mg bzw. Ca) und die übrigen Anteile des Stahlsubstrates zusätzlich zu Eisen.
Die Al-Basisschicht liegt auf der Legierungsschicht und grenzt unmittelbar an diese an. Bevorzugt entspricht die Zusammensetzung der Al-Basisschicht der Zusammensetzung der Schmelze des Schmelzbades. Das heißt, sie besteht aus 0,5-4 Gew.-% Si, optional 2-4 Gew.-% Fe, optional bis zu 5,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium. Bevorzugte Zusammensetzungen der Al-Basisschicht entsprechen den bevorzugten Schmelzenzusammensetzungen.
Bei einer bevorzugten Variante der Al-Basisschicht umfasst der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen 0,1-1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1-0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1-0,5 Gew.% Mg. Weiterhin kann der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, insbesondere mindestens 0,01 Gew.-% Ca, umfassen. Insbesondere besteht der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze aus 0,1-1,0 Gew.% Mg, insbesondere 0,1-0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1-0,5 Gew.-% Mg und optional mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, bevorzugt mindestens 0,01 Gew.-% Ca.
Bei einer weiter bevorzugten Variante des Korrosionsschutzüberzuges ist der Si-Gehalt in der Legierungsschicht geringer als der Si-Gehalt in der AI-Basisschicht.
Der Korrosionsschutzüberzug hat bevorzugt eine Dicke von 5-60 µm, insbesondere von 10 bis 40 µm. Das Auflagengewicht des Korrosionsschutzüberzuges beträgt insbesondere $30 - 360 \frac{g}{m^{2}}$
bei beidseitigen Korrosionsschutzüberzügen bzw. $15 - 180 \frac{g}{m^{2}}$
bei der einseitigen Variante. Bevorzugt beträgt das Auflagengewicht des Korrosionsschutzüberzuges $100 - 200 \frac{g}{m^{2}}$
bei beidseitigen Überzügen bzw. $50 - 100 \frac{g}{m^{2}}$
für einseitige Überzüge. Besonders bevorzugt beträgt das Auflagengewicht des Korrosionsschutzüberzuges $120 - 180 \frac{g}{m^{2}}$
bei beidseitigen Überzügen bzw. $60 - 90 \frac{g}{m^{2}}$
für einseitige Überzüge.
Die Dicke der Legierungsschicht ist bevorzugt kleiner als 20 µm, besonders bevorzugt kleiner 16 µm, besonders bevorzugt kleiner 12 µm, insbesondere kleiner 10 µm. Die Dicke der AI-Basisschicht ergibt sich aus der Differenz der Dicken von Korrosionsschutzüberzug und Legierungsschicht. Bevorzugt beträgt die Dicke der Al-Basisschicht auch bei dünnen Korrosionsschutzüberzügen mindestens 1 µm.
Bei einer bevorzugten Variante umfasst das Stahlflachprodukt eine auf dem Korrosionsschutzüberzug angeordnete Oxidschicht. Die Oxidschicht liegt dabei insbesondere auf der Al-Basisschicht und bildet bevorzugt den äußeren Abschluss des Korrosionsschutzüberzuges.
Die Oxidschicht besteht insbesondere zu mehr als 80 Gew.-% aus Oxiden, wobei der Hauptanteil der Oxide (d.h. mehr als 50 Gew.-% der Oxide) Aluminiumoxid ist. Optional sind in der Oxidschicht zusätzlich zu Aluminiumoxid Hydroxide und / oder Magnesiumoxid alleine oder als Mischung vorhanden. Bevorzugt besteht der der nicht von den Oxiden und optional vorhandenen Hydroxiden eingenommene Rest der Oxidschicht aus Silizium, Aluminium, Eisen und/oder Magnesium in metallischer Form. Für die optionale Ausführungsform mit Zink als Bestandteil der Al-Basisschicht sind auch Zinkoxidbestanddteile in der Oxidschicht vorhanden.
Bevorzugt hat die Oxidschicht des Stahlflachproduktes eine Dicke, die größer ist als 50 nm. Insbesondere beträgt die Dicke der Oxidschicht maximal 500 nm.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen eines Blechformteils. Dabei ist das Blechformteil insbesondere so ausgestaltet im Folgenden detailliert beschrieben. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Arbeitsschritte:

a. Herstellen eines Stahlflachproduktes gemäß des zuvor beschriebenen Verfahrens;
b. Abteilen eines Blechzuschnitts von dem Stahlflachprodukt;
c. Erwärmen des Blechzuschnitts in einem Ofen mit einer Ofentemperatur T_ofen während einer Glühzeit t_G derart, dass zumindest teilweise die AC3 Temperatur des Zuschnitts überschritten ist und die Temperatur T_Einlg des Zuschnitts beim Einlegen in ein für ein Warmpressformen vorgesehenes Umformwerkzeug (Arbeitsschritt c)) zumindest teilweise eine Temperatur oberhalb von Ms+100 °C aufweist, wobei Ms die der Martensitstarttemperatur bezeichnet;
d. Einlegen des erwärmten Blechzuschnitts in ein Umformwerkzeug, wobei die für das Entnehmen aus der Erwärmungseinrichtung und das Einlegen des Zuschnitts benötigte Transferdauer t_Trans höchstens 20s, bevorzugt höchstens 15s, beträgt;
e. Warmpressformen des Blechzuschnitts zu dem Blechformteil, wobei der Zuschnitt im Zuge des Warmpressformens über eine Dauer t_WZ von mehr als 1s mit einer zumindest teilweise mehr als 30 K/s betragenden Abkühlgeschwindigkeit r_WZ auf die Zieltemperatur T_Ziel abgekühlt und optional dort gehalten wird;
f. Entnehmen des auf die Zieltemperatur T_Ziel abgekühlten Blechformteils aus dem Werkzeug.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit zunächst ein Stahlflachprodukt hergestellt wie zuvor beschrieben. Von diesem Stahlflachprodukt wird eine Blechzuschnitt abgeteilt. Dieser Zuschnitt, der aus einem entsprechend den voranstehenden Erläuterungen in geeigneter Weise zusammengesetzten Stahl besteht, wird dann in an sich bekannter Weise so erwärmt wird, dass zumindest teilweise die AC3 Temperatur des Zuschnitts überschritten ist und die Temperatur T_Einlg des Zuschnitts beim Einlegen in ein für ein Warmpressformen vorgesehenes Umformwerkzeug (Arbeitsschritt d)) zumindest teilweise eine Temperatur oberhalb von Ms+100 °C beträgt. Unter teilweisem Überschreiten einer Temperatur (hier AC3 bzw. Ms+100 °C) wird im Sinne dieser Anmeldung verstanden, dass mindestens 30 %, insbesondere mindestens 60 %, des Volumens des Zuschnitts eine entsprechende Temperatur überschreiten. Beim Einlegen in das Umformwerkzeug weist also mindestens 30 % des Zuschnitts ein austenitisches Gefüge auf, d.h. die Umwandlung vom ferritischen ins austenitische Gefüge muss beim Einlegen in das Umformwerkzeug noch nicht abgeschlossen sein. Vielmehr können bis zu 70 % des Volumens des Zuschnitts beim Einlegen in das Umformwerkzeug aus anderen Gefügebestandteilen, wie angelassenem Bainit, angelassenem Martensit und/oder nicht bzw. teilweise rekristallisiertem Ferrit bestehen. Zu diesem Zweck können bestimmte Bereiche des Zuschnitts während der Erwärmung gezielt auf einem niedrigeren Temperaturniveau gehalten werden als andere. Hierzu kann die Wärmezufuhr gezielt nur auf bestimmte Abschnitte des Zuschnitts gerichtet werden oder die Teile, die weniger erwärmt werden sollen, gegen die Wärmezufuhr abgeschirmt werden. In dem Teil des Zuschnittmaterials, dessen Temperatur niedriger bleibt, entsteht im Zuge der Umformung im Werkzeug kein oder nur deutlich weniger Martensit, so dass das Gefüge dort deutlich weicher ist als in den jeweils anderen Teilen, in denen ein martensitisches Gefüge vorliegt. Auf diese Weise kann im jeweils geformten Blechformteil gezielt ein weicherer Bereich eingestellt werden, indem beispielsweise eine für den jeweiligen Verwendungszweck optimale Zähigkeit vorliegt, während die anderen Bereiche des Blechformteils eine maximierte Festigkeit besitzen.
Maximale Festigkeitseigenschaften des erhaltenen Blechformteils können dadurch ermöglicht werden, dass die zumindest teilweise im Blechzuschnitt erreichte Temperatur zwischen Ac3 und 1000 °C, bevorzugt zwischen 850 °C und 950 °C liegt.
Dabei ist die zu überschreitende Mindesttemperatur Ac3 gemäß der von HOUGARDY, HP. in Werkstoffkunde Stahl Band 1: Grundlagen, Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 1984, p. 229., angegebenen Formel $Ac3 = (902 - 225 * % C + 19 * % Si - 11 * % Mn - 5 * % Cr + 13 * % Mo - 20 * % Ni + 55 * % V) ° C$
mit %C = jeweiliger C-Gehalt, %Si = jeweiliger Si-Gehalt, %Mn = jeweiliger Mn-Gehalt, %Cr = jeweiliger Cr-Gehalt, %Mo = jeweiliger Mo-Gehalt, %Ni =jeweiliger Ni-Gehalt und %V = jeweiliger V-Gehalt des Stahls, aus dem der Zuschnitt besteht, bestimmt.
Eine optimal gleichmäßige Eigenschaftsverteilung lässt sich dadurch erreichen, dass der Zuschnitt im Arbeitsschritt b) vollständig durcherwärmt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante beträgt die mittlere Aufheizgeschwindigkeit r_Ofen des Blechzuschnittes beim Erwärmen in Schritt b) mindestens 3 K/s, bevorzugt mindestens 5 K/s, insbesondere mindestens 10 K/s, bevorzugt mindestens 15 K/s. Die mittlere Aufheizgeschwindigkeit r_Ofen ist dabei als mittlere Aufheizgeschwindigkeit von 30 °C auf 700 °C zu verstehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt die Erwärmung in einem Ofen mit einer Ofentemperatur T_Ofen von mindestens 850 °C, bevorzugt mindestens 880 °C, besonders bevorzugt mindestens 900 °C, insbesondere mindestens 920 °C, und maximal 1000 °C, bevorzugt maximal 950 °C, besonders bevorzugt maximal 930 °C.
Bevorzugt beträgt der Taupunkt im Ofen beträgt hierbei mindestens -20 °C, bevorzugt mindestens -15 °C, insbesondere mindestens -5 °C, besonders bevorzugt mindestens 0 °C, insbesondere mindestens 5 °C und maximal +25 °C, bevorzugt maximal + 20 °C insbesondere maximal +15 °C.
Bei einer speziellen Ausführungsvariante erfolgt die Erwärmung in Schritt b) stufenweise in Bereichen mit unterschiedlicher Temperatur. Insbesondere erfolgt die Erwärmung in einem Rollenherdofen mit unterschiedlichen Heizzonen. Hierbei erfolgt die Erwärmung in einer ersten Heizzone mit einer Temperatur (sogenannte Ofeneinlauftemperatur) von mindestens 650 °C, bevorzugt mindestens 680 °C, insbesondere mindestens 720 °C. Maximal beträgt die Temperatur in der ersten Heizzone bevorzugt 900 °C, insbesondere maximal 850 °C. Weiterhin bevorzugt beträgt die maximale Temperatur aller Heizzonen im Ofen maximal 1200 °C, insbesondere maximal 1000 °C, bevorzugt maximal 950 °C, besonders bevorzugt maximal 930 °C.
Die Gesamtzeit im Ofen t_Ofen, die sich aus einer Erwärmungszeit und einer Haltezeit zusammensetzt, beträgt bei beiden Varianten (konstante Ofentemperatur, stufenweise Erwärmung) bevorzugt mindestens 2 Minuten, insbesondere mindestens 3 Minuten, bevorzugt mindestens 4 Minuten. Weiterhin beträgt die Gesamtzeit im Ofen bei beiden Varianten bevorzugt maximal 20 Minuten, insbesondere maximal 15 Minuten, bevorzugt maximal 12 Minuten, insbesondere maximal 8 Minuten. Längere Gesamtzeiten im Ofen haben den Vorteil, dass eine gleichmäßige Austenitisierung des Blechzuschnittes sichergestellt ist. Andererseits führt ein zu langes Halten oberhalb von Ac3 zu einer Kornvergröberung, die sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt.
Der so erwärmte Zuschnitt wird aus der jeweiligen Erwärmungseinrichtung, bei der es sich beispielsweise um einen konventionellen Erwärmungsofen, eine ebenso an sich bekannte Induktionserwärmungseinrichtung oder eine konventionelle Einrichtung zum Warmhalten von Stahlbauteilen handeln kann, entnommen und so schnell in das Umformwerkzeug transportiert, dass seine Temperatur beim Eintreffen in dem Werkzeug zumindest teilweise oberhalb von Ms+100 °C liegt, bevorzugt oberhalb von 600 °C, insbesondere oberhalb von 650 °C, besonders bevorzugt oberhalb von 700 °C. Hierbei bezeichnet Ms die Martensitstarttemperatur. Bei einer besonders bevorzugten Variante liegt die Temperatur zumindest teilweise oberhalb der AC1-Temperatur. Bei allen diesen Varianten beträgt die Temperatur insbesondere maximal 900 °C. Durch diese Temperaturbereiche wird insgesamt eine gute Umformbarkeit des Materials gewährleistet.
Im Arbeitsschritt d) wird der Transfer des austenitisierten Zuschnitts von der jeweils zum Einsatz kommenden Erwärmungseinrichtung zum Umformwerkzeug innerhalb von vorzugsweise höchstens 20s, insbesondere von maximal 15s absolviert. Ein derart schneller Transport ist erforderlich, um eine zu starke Abkühlung vor der Verformung zu vermeiden.
Das Werkzeug besitzt beim Einlegen des Zuschnitts typischerweise eine Temperatur zwischen Raumtemperatur (RT) und 200 °C, bevorzugt zwischen 20 °C und 180 °C, insbesondere zwischen 50 °C und 150 °C. Optional kann das Werkzeug in einer besonderen Ausführungsform zumindest bereichsweise auf eine Temperatur T_WZ von mindestens 200 °C, insbesondere mindestens 300 °C temperiert sein, um das Bauteil nur partiell zu härten. Weiterhin beträgt die Werkzeugtemperatur T_WZ bevorzugt maximal 600 °C, insbesondere maximal 550 °C. Es ist lediglich sicherzustellen, dass die Werkzeugtemperatur T_WZ unterhalb der gewünschten Zieltemperatur T_Ziel liegt. Die Verweilzeit im Werkzeug t_WZ beträgt bevorzugt mindestens 2s, insbesondere mindestens 3s, besonders bevorzugt mindestens 5s. Maximal beträgt die Verweilzeit im Werkzeug bevorzugt 25s, insbesondere maximal 20s.
Die Zieltemperatur T_Ziel des Blechformteils liegt zumindest teilweise unterhalb 400 °C, bevorzugt unterhalb 300 °C, insbesondere unterhalb von 250 °C, bevorzugt unterhalb von 200 °C, besonders bevorzugt unterhalb von 180 °C, insbesondere unterhalb von 150 °C. Alternativ liegt die Zieltemperatur T_Ziel des Blechformteils besonders bevorzugt unter Ms-50 °C, wobei Ms die Martensitstarttemperatur bezeichnet. Weiterhin beträgt die Zieltemperatur des Blechformteils bevorzugt mindestens 20 °C, besonders bevorzugt mindestens 50 °C.
Die Martensitstarttemperatur eines im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorgaben liegenden Stahls ist gemäß der Formel $\begin{array}{l} Ms [° C] = (490,85 - 302,6 % C - 30,6 Mn - 1,6 % Ni - 8,9 % Cr + 2,4 % Mo - 11,3 % Cu + 8,58 \\ % Co + 7,4 % W - 14,5 % Si) [° C / Gew . - %] \end{array}$
zu berechnen, wobei hier mit C% der C-Gehalt, mit %Mn der Mn-Gehalt, mit %Mo der Mo-Gehalt, mit %Cr der Cr-Gehalt, mit %Ni der Ni-Gehalt, mit %Cu der Cu-Gehalt, mit %Co der Co-Gehalt, mit %W der W-Gehalt und mit %Si der Si-Gehalt des jeweiligen Stahls in Gew.-% bezeichnet sind.
Die AC1-Temperatur und die AC3-Temperatur eines im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorgaben liegenden Stahls ist gemäß den Formeln $AC1 [° C] = (739 - 22 * % C - 7 * % Mn + 2 * % Si + 14 * % Cr + 13 * % Mo - 13 * % Ni + 20 * % V) [° C / Gew . - %]$
und $\begin{array}{l} AC3 [° C] = (902 - 225 * % C + 19 * % Si - 11 * % Mn - 5 * % Cr + 13 * % Mo - 20 * % Ni + 55 * % V) [° C / Gew . - \\ %] \end{array}$
zu berechnen, wobei auch hiermit mit %C der C-Gehalt, mit %Si der Si-Gehalt mit %Mn der Mn-Gehalt mit %Cr der Cr-Gehalt, mit %Mo der Mo-Gehalt, mit %Ni der Ni-Gehalt und mit +%V der Vanadium-Gehalt des jeweiligen Stahls bezeichnet sind (Brandis H 1975 TEW-Techn. Ber. 1 8-10).
Im Werkzeug wird der Zuschnitt somit nicht nur zu dem Blechformteil geformt, sondern gleichzeitig auch die Zieltemperatur abgeschreckt. Die Abkühlrate im Werkzeuge r_WZ auf die Zieltemperatur beträgt insbesondere mindestens 20 K/s, bevorzugt mindestens 30 K/s, insbesondere mindestens 50 K/s, in besonderer Ausführung mindestens 100 K/s.
Nach dem Entnehmen des Blechformteils in Schritt e) erfolgt ein Abkühlen des Blechformteils auf eine Abkühltemperatur T_AB von weniger als 100 °C innerhalb einer Abkühldauer t_AB von 0,5 bis 600s. Dies geschieht im Regelfall durch eine Luftabkühlung.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Blechformteil geformt aus einem Stahlblechzuschnitt umfassend ein Stahlsubstrat, das aus einem Stahl, der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.% B aufweist, besteht. Dabei weist das Blechformteil auf mindestens einer Seite einen Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis auf, wobei das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium ein absolutes Minimum aufweist, dessen Wert um mindestens 70 mV niedriger ist als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrat.
Bevorzugt liegt der Wert am Minimum um mindestens 80 mV niedriger, insbesondere um mindestens 90 mV niedriger als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrats.
Bevorzugt weist das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium über eine Messzeit von 5 Stunden bei einem Ablösestrom von 1 mA/cm² genau einen Extrempunkt auf. Bei diesem Extrempunkt handelt es sich um das zuvor erläuterte Minimum.
Ein solches Blechformteil kann unter anderem mit dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Das elektrochemische Potential wird dabei gemäß oder in Anlehnung an die DIN-Norm DIN 50918 (2018.09) („Ruhepotentialmessung an homogenen Mischelektroden“) bestimmt. Als korrosives Prüfmedium kommt bei der Messung eine wässrige, 5 %-NaCl-Lösung mit einem pH-Wert von 7 zum Einsatz, die auch bei Korrosionstests für den Automobilbereich zum Einsatz kommt (zum Beispiel: Salzsprühnebelprüfung nach DIN EN ISO 9227 NSS (2023.03)). Die Messung des Potentials erfolgt über einen längeren Zeitraum von mindestens 4 Stunden, um den zeitlichen Verlauf des Potentials bei fortschreitender Korrosion der Prüfblechoberfläche hinreichend bestimmen zu können.
Bei einer bevorzugten Variante ist das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium gemittelt über eine Messzeit von 4 Stunden bei einem Ablösestrom von 1 mA/cm² um mindestens 50 mV niedriger als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrats. Bevorzugt liegt das so gemittelte elektrochemische Potential um mindestens 70 mV niedriger, insbesondere um 90 mV niedriger als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrats.
Unter der Mittelung über eine Messzeit von 4 Stunden (bzw. 2 Stunden) ist jeweils eine Mittelung über die ersten 4 Stunden (bzw. 2 Stunden) nach Beginn der Messung zu verstehen.
Ein gegenüber dem Grundwerkstoff negativeres elektrochemisches Potential der Oberflächenveredelung ist die Voraussetzung dafür, dass der Grundwerkstoff durch die Oberflächenveredelung nicht geschädigt wird. Das negativere elektrochemische Potential ist die Voraussetzung für einen sog. kathodischer Korrosionsschutz. Darüber hinaus kann über die Barrierewirkung des Überzugs ein zusätzlicher Korrosionsschutz geleistet werden. Es kommt also zunächst zu einer Korrosion oder Abtrag des Überzuges und nicht des Stahlsubstrates. Dies bewirkt, dass die mechanische Stabilität des Bauteils auch unter Korrosionsbedingungen eine längere Zeit gewährleistet werden kann.
Ein Verlauf des elektrochemischen Potentials, der gemittelt über eine Messzeit von 4 Stunden bei einem Ablösestrom von 1 mA/cm² um mindestens 70 mV niedriger ist als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrat, gewährleistet, dass auch bei fortschreitender Korrosion des Überzuges der kathodische Korrosionsschutz lange erhalten bleibt.
Alternativ zum Relativwert des elektrochemischen Potentials zwischen Korrosionsschutzüberzug und Stahlsubstrat kann auch der Absolutwert des elektrochemischen Potentials verwendet werden. In einem solchen Fall ist der Absolutwert des elektrochemischen Potentials bezogen auf die Normalwasserstoffelektrode (Standard Hydrogen Electrode SHE).
Dann weist das Blechformteil auf mindestens einer Seite einen Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis auf, wobei das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium ein absolutes Minimum aufweist, dessen Wert höchstens -0,32 V, insbesondere höchstens -0,33 V, bevorzugt höchstens -0,34 V beträgt.
Entsprechend beträgt bevorzugt das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium gemittelt über eine Messzeit von 4 Stunden bei einem Ablösestrom von 1 mA/cm² höchstens -0,30 V, insbesondere höchstens -0,32 V, bevorzugt höchstens -0,34 V.
Bevorzugt umfasst der Korrosionsschutzüberzug des Blechformteils eine Legierungsschicht und eine Al-Basisschicht.
Die Legierungsschicht liegt dabei auf dem Stahlsubstrat auf und grenzt unmittelbar an dieses an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht des Blechformteils aus 35-95 Gew.-% Fe, bevorzugt 60-95 Gew.-% Fe, 0,1-4 Gew.-% Si und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 3,5 Gew.-%, bevorzugt 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium. Bei den optionalen weiteren Bestandteilen handelt es sich bevorzugt um die neben Eisen vorhandenen Elemente im Stahl des Stahlsubstrates und die übrigen Elemente aus der Schmelze wie Zn und Alkali- oder Erdalkalimetalle. Diese Elemente aus der Schmelze reichern sich nur zu einem sehr geringen Teil in der Legierungsschicht an. Die Legierungsschicht hat bevorzugt ein ferritisches Gefüge.
Die Al-Basisschicht des Blechformteils liegt auf der Legierungsschicht des Stahlbauteils und grenzt unmittelbar an diese an. Bevorzugt besteht die Al-Basisschicht des Stahlbauteils aus 35-55 Gew.% Fe, bevorzugt 40-50 Gew.-% Fe, 0,4-4 Gew.-% Si, insbesondere 0,4-1,5 Gew.-% Si, optional zu 3 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, bevorzugt bis zu 1,0% Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium. Bevorzugt beträgt der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen mindestens 0,1 Gew.-%.
Bei einer bevorzugten Variante der Al-Basisschicht umfasst der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen 0,1-1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1-0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1-0,5 Gew.% Mg. Weiterhin kann der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Al-Basisschicht insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, insbesondere mindestens 0,1 Gew.-% Ca, umfassen. Weiterhin bevorzugt besteht der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen aus 0,1-1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1-0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1-0,5 Gew.-% Mg und optional mindestens 0,0015 Gew.-% Ca, insbesondere mindestens 0,1 Gew.-% Ca.
Die Al-Basisschicht kann eine homogene Elementverteilung aufweisen, bei der die lokalen Elementgehalte um nicht mehr als 10 % variieren. Bevorzugte Varianten der Al-Basisschicht weisen dagegen siliziumarme Phasen und siliziumreiche Phasen auf. Siliziumarme Phasen sind dabei Gebiete, deren mittlerer Si-Gehalt mindestens 20 % weniger beträgt als der mittlere Si-Gehalt der Al-Basisschicht. Siliziumreiche Phasen sind dabei Gebiete, deren mittlerer Si-Gehalt mindestens 20 % mehr beträgt als der mittlere Si-Gehalt der Al-Basisschicht.
Bei einer bevorzugten Variante sind die siliziumreichen Phasen innerhalb der siliziumarmen Phase angeordnet. Insbesondere bilden die siliziumreichen Phasen eine mindestens 40 % durchgehende Schicht, die von siliziumarmen Gebieten begrenzt ist. Unter einer durchgehenden Schicht siliziumreicher Phasen ist zu verstehen, dass im senkrechten Schliffbild eine Linie so parallel zur Oberfläche des Stahlsubstrates gelegt werden kann, dass sie vollständig durch die siliziumreichen Phasen verläuft. Dagegen ist unter einer mindestens X % durchgehenden Schicht zu verstehen, dass im senkrechten Schiffbild eine Linie so parallel zur Oberfläche des Stahlsubstrates gelegt werden kann, dass sie zu mindestens X % innerhalb der siliziumreichen Phasen verläuft. Im hier vorliegenden Fall liegen die siliziumreichen Phasen also derart zusammenhängend, dass im senkrechten Schliffbild eine Linie so parallel zur Oberfläche des Stahlsubstrates gelegt werden kann, dass sie zu mindestens 40 % innerhalb der siliziumreichen Phasen verläuft. Bei einer alternativen Ausführungsvariante sind die siliziumreichen Phasen inselförmig in der siliziumarmen Phase angeordnet.
Unter „inselförmig“ wird im Sinne dieser Anmeldung eine Anordnung verstanden, bei der diskrete unzusammenhängende Bereiche von einem anderen Material umschlossen werden - es sich also „Inseln“ eines bestimmten Materials in einem anderen Material befinden.
Bei einer bevorzugten Variante umfasst das Stahlbauteil eine auf dem Korrosionsschutzüberzug angeordnete Oxidschicht. Die Oxidschicht liegt dabei insbesondere auf der Al-Basisschicht und bildet bevorzugt den äußeren Abschluss des Korrosionsschutzüberzuges. Die Oxidschicht des Stahlbauteils besteht insbesondere zu mehr als 80 Gew.-% aus Oxiden, wobei der Hauptanteil der Oxide (d.h. mehr als 50 Gew.-% der Oxide) Aluminiumoxid ist. Optional sind in der Oxidschicht zusätzlich zu Aluminiumoxid Hydroxide und / oder Magnesiumoxid alleine oder als Mischung vorhanden. Bevorzugt besteht der der nicht von den Oxiden und optional vorhandenen Hydroxiden eingenommene Rest der Oxidschicht aus Silizium, Aluminium, Eisen und/oder Magnesium in metallischer Form.
Die Oxidschicht hat bevorzugt eine Dicke von mindestens 50 nm, insbesondere von mindestens 100 nm. Weiterhin beträgt die Dicke bevorzugt maximal 4 µm, insbesondere maximal 2 µm.
Bei dem erfindungsgemäßen Blechformteil handelt es sich bevorzugt um ein Bauteil für ein Landfahrzeug, Seefahrzeug oder Luftfahrzeug. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Automobilteil, insbesondere um ein Karrosserieteil. Bevorzugt ist das Bauteil eine B-Säule, Längsträger, A-Säule, Schweller oder Querträger.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigt 1 einen Verlauf des elektrochemischen Potentials über die Zeit.
Zum Nachweis der Wirkung der Erfindung wurden mehrere Versuche durchgeführt. Dafür wurden Brammen mit den in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen mit einer Dicke von 240 mm und Breite von 1200 mm erzeugt, in einem Stoßofen auf eine Temperatur T1 von 1200 °C aufgeheizt. Anschließend wurden die Brammen zwischen 30 und 450 min auf T1 gehalten, bis die Temperatur T1 im Kern der Brammen erreicht war und die Brammen somit durcherwärmt waren. Die Brammen wurden mit ihrer jeweiligen Durcherwärmungstemperatur T1 aus dem Stoßofen ausgetragen und einem Warmwalzen unterzogen. Die Versuche wurden als kontinuierliche Warmbandwalzung ausgeführt. Dazu wurden die Brammen zunächst zu einem Zwischenprodukt der Dicke 40 mm vorgewalzt, wobei die Zwischenprodukte, welche bei der Warmbandwalzung auch als Vorbänder bezeichnet werden können, am Ende der Vorwalzphase jeweils eine Zwischenprodukttemperatur T2 von 1100 °C aufwiesen. Die Vorbänder wurden unmittelbar nach der Vorwalzung dem Fertigwalzen zugeführt, sodass die Zwischenprodukttemperatur T2 der Walzanfangstemperatur für die Fertigwalzphase entspricht. Die Vorbänder wurden zu Warmbänder mit einer Enddicke von 4 mm und einer Endwalztemperatur T3 von 890 °C ausgewalzt, auf die jeweilige Haspeltemperatur abgekühlt und bei einer Haspeltemperaturen T4 von 580 °C zu Coils aufgewickelt und dann in ruhender Luft abgekühlt. Die Warmbänder wurden in konventioneller Weise mittels Beizen entzundert, bevor sie einem Kaltwalzen unterzogen wurden bis sich die in Tabelle 3 angegebene Dicke ergab. Die kaltgewalzten Stahlflachprodukte wurden in einem Durchlaufglühofen auf eine Glühtemperatur T5 von 870 °C erwärmt und für jeweils 100s auf Glühtemperatur gehalten, bevor sie mit einer Abkühlrate von 1 K/s auf die Eintauchtemperatur T6 von 690 °C abgekühlt wurden. Die Kaltbänder wurden mit ihrer jeweiligen Eintauchtemperatur T6 durch ein schmelzflüssiges Beschichtungsbad der Temperatur T7 von 676 °C geführt. Die Bandgeschwindigkeit betrug dabei in allen Fällen 76 m/min. Die Zusammensetzung des Beschichtungsbads ist in Tabelle 2 angegebenen. Nach dem Beschichten wurden die beschichteten Bänder abgeblasen, um die Auflagengewichte einzustellen. Hierfür wurde ein Luftstrom verwendet. Die Temperatur des Luftstroms betrug in allen Fällen 70 °C. Die Dicke des Überzuges ist in Tabelle 3 angegeben. Die Bänder wurden zunächst mit einer mittleren Abkühlrate von 10-15 K/s auf 660 °C abgekühlt. Zwischen 660 °C und 570 °C, d.h. zwischen dem Beginn der Verfestigung und dem Ende der Verfestigung des Überzuges, betrug die Abkühlrate beim erfindungsgemäßen Versuch 1 21 K/s. Dagegen betrug die Abkühlrate beim Referenzversuch 2 zwischen 660 °C und 570 °C nur 13 K/s. Im weiteren Abkühlverlauf zwischen 570 °C und Raumtemperatur wurden die Bänder mit einer Abkühlrate von jeweils 5 - 12 K/s abgekühlt.
Von den so erzeugten Stahlbändern sind jeweils Zuschnitte abgeteilt worden, die für die weiteren Versuche verwendet worden sind. Bei diesen Versuchen sind aus den jeweiligen Zuschnitten Blechformteil-Proben in Form von 200 × 300 mm² großen Platten warmpressgeformt worden. Dazu sind die Zuschnitte in einer Erwärmungseinrichtung, beispielsweise in einem konventionellen Erwärmungsofen, von Raumtemperatur mit einer mittleren Aufheizgeschwindigkeit r_Ofen (zwischen 30 °C und 700 °C) in einem Ofen mit einer Ofentemperatur T_ofen von 900 °C erwärmt worden. Die Glühdauer im Ofen, die eine Erwärmen und ein Halten umfasst, ist mit t_Ofen bezeichnet. Der Taupunkt der Ofenatmosphäre betrug in allen Fälle -5 °C. Anschließend sind die Zuschnitte aus der Erwärmungseinrichtung entnommen und in ein Umformwerkzeug, welches die Temperatur T_WZ besitzt, eingelegt worden. Beim Zeitpunkt des Entnehmens aus dem Ofen hatten die Zuschnitte die Ofentemperatur angenommen. Die sich aus der für das Entnehmen aus der Erwärmungseinrichtung, den Transport zum Werkzeug und das Einlegen ins Werkzeug zusammensetzende Transferdauer t_Trans betrug 8s. Die Temperatur T_Einlg der Zuschnitte beim Einlegen in das Umformwerkzeug lag in allen Fällen oberhalb der jeweiligen Martensitstarttemperatur +100 °C. Im Umformwerkzeug sind die Zuschnitte zum jeweiligen Blechformteil umgeformt worden, wobei die Blechformteile im Werkzeug mit einer Abkühlgeschwindigkeit r_WZ auf eine Zieltemperatur T_Ziel abgekühlt wurden. Die Verweildauer im Werkzeug wird mit t_WZ bezeichnet. Abschließend sind die Proben an Luft auf Raumtemperatur abgekühlt worden. In Tabelle 4 sind die genannten Parameter nochmals zusammengefasst, wobei „RT“ die Raumtemperatur abkürzt.

An den so erzeugten Blechformteilen wurde anschließend das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium bestimmt. Hierzu wurden die Proben in eine wässrige, 5 %-NaCl-Lösung mit einem pH-Wert von 7 verbracht, was typischen Prüfbedingungen im Automobilbereich entspricht. In Anlehnung an die Norm DIN 50918 (2018.09) wurde dann über einen Zeitraum von 12 Stunden das Ruhepotential bei fortschreitender Korrosion unter einem Ablösestrom von 1 mA/cm² bestimmt. Die Ergebnisse sind in 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass bei der erfindungsgemäßen Probe (durchgezogene Linie) das elektrochemische Potential zunächst ein absolutes Miniumum mit einem Wert von -0,34 V hat. Das elektrochemische Potential des Stahlsubstrates liegt in diesem Fall bei -0,25 V. Dieser Wert lässt sich aus der gleichen Messung bestimmen, indem man die Messung noch länger durchführt. Beide Kurven nähern sich dann dem Wert des Stahlsubstrates an, da der Korrosionsschutzüberzug durch die fortschreitende Korrosion mehr und mehr aufgezehrt ist. Der Verlauf des elektrochemischen Potentials des Korrosionsschutzüberzuges weist bei der erfindungsgemäßen Probe über eine Messzeit von 5 Stunden (also in den ersten 5 Stunden nach Messbeginn) bei einem Ablösestrom von 1 mA/cm² genau einen Extrempunkt auf. Bei diesem Extrempunkt handelt es sich um ein Minimum, das nach etwa 1 Stunde Messzeit auftritt. Dagegen hat der Verlauf des elektrochemischen Potentials der Vergleichsprobe ein Minimum bei etwa 0,4 h und ein Maximum nach etwa 3,6 h. Bei der erfindungsgemäßen Probe ist das elektrochemische Potential zudem über einen längeren Zeitraum deutlich negativer, was einem besseren kathodischen Korrosionsschutz entspricht. Insbesondere über die ersten 2 bzw. ersten 4 Stunden der Messung ist das Potential deutlich negativer als bei der Vergleichsprobe mit dem Überzug b (gestrichtelte Linie). Tabelle 1 (Stahlsorten)

Stahl	C	Si	Mn	Al	Cr	Nb	Ti	B	P	S	N	Sn	As	Cu	Mo	Ca	Ni
A	0,235	0,3	1,5	0,05	0,28	0,005	0,040	0,0035	0,02	0,005	0,007	0,03	0,01	0,03	0,03	0,005	0,025
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen. Angaben jeweils in Gew.-%.

Tabelle 2 (Beschichtungsvarianten)

Beschichtungsvariante	Schmelzenanalyse
Beschichtungsvariante	Si	Fe	Mg	Sonstige	Al
α	1,0	3,5	0,25	<1%	Rest
b	9,5	3	0,5	<1%	Rest

Tabelle 3 (Aufbau)

Aufbau	Stahlsorte	Beschichtung	Blechdicke [mm]	Überzugsdicke [µm]
1	A	a	1,5	27
2*	A	b	1,5	27
* nicht erfindungsgemäße Referenzbeispiele

Tabelle 4 (Warmumformparameter)

Mittlere Aufheizgeschwindigkeit r_O-fen [30-700 °C] [K/s]	T_Ofen [°C]	Transfer-zeit [s]	Taupunkt Ofen [°C]	T_Einlg [°C]	T_WZ [°C]	t_WZ [s]	Abkühlgeschwindigkeit r_WZ [K/s]	T_Ziel [°C]
8	900	8	-5	800	RT	15	50	50

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2022048990 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

HOUGARDY, HP. in Werkstoffkunde Stahl Band 1: Grundlagen, Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 1984, p. 229 [0060]
DIN-Norm DIN 50918 (2018.09 [0079]
DIN EN ISO 9227 NSS (2023.03 [0079]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Stahlflachproduktes für die Warmumformung mit einem Überzug, umfassend folgende Arbeitsschritte: a) Zurverfügungstellen einer Bramme oder einer Dünnbramme, die aus einem Stahl besteht, der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist; b) Durcherwärmen der Bramme oder Dünnbramme bei einer Temperatur (T1) von 1000-1400 °C; c) Optionales Vorwalzen der durcherwärmten Bramme oder Dünnbramme zu einem Zwischenprodukt mit einer Zwischenprodukttemperatur (T2) von 1000-1200 °C; d) Warmwalzen zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt, wobei die Endwalz-temperatur (T3) 750-1000 °C beträgt; e) Optionales Haspeln des warmgewalzten Stahlflachprodukts, wobei die Haspel-Temperatur (T4) höchstens 700 °C beträgt; f) Optionales Entzundern des warmgewalzten Stahlflachprodukts; g) optionales Kaltwalzen des Stahlflachprodukts, wobei der Kaltwalzgrad mindestens 30 % beträgt; h) Glühen des Stahlflachprodukts bei einer Glühtemperatur (T5) von 650-900 °C; i) Abkühlen des Stahlflachprodukts auf eine Eintauchtemperatur (T6), welche 600-800 °C, bevorzugt 680-720 °C beträgt; j) Beschichten des auf die Eintauchtemperatur abgekühlten Stahlflachprodukts mit einem Überzug durch i. Eintauchen in ein Schmelzbad mit einer Schmelzentemperatur (T7) 660-800 °C, bevorzugt 670-710 °C, wobei das Schmelzbad aus 0,5-4 Gew.-% Si, optional 2-4 Gew.-% Fe, optional bis zu 5,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht; ii. Abblasen des Stahlflachproduktes nach Austritt aus dem Schmelzbad mittels eines Gasstroms; k) Abkühlen des beschichteten Stahlflachprodukts auf Raumtemperatur, wobei eine mittlere Abkühlrate zwischen 660 °C und 570 °C mindestens 15 K/s beträgt; I) Optionales Dressieren des beschichteten Stahlflachprodukts.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzbad aus 0,5-1,5 Gew.-% Si, optional 2-4 Gew.-% Fe, optional bis zu 5,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) aus C: 0,04-0,45 Gew.-%, Si: 0,02-1,2 Gew.-%, Mn: 0,5-2,6 Gew.-%, Al: 0,02-1,0 Gew.-%, P: ≤ 0,05 Gew.-%, S: ≤ 0,02 Gew.-%, N: ≤ 0,02 Gew.-%, Sn: ≤ 0,03 Gew.-%, As: ≤ 0,01 Gew.-%, Ca: ≤ 0,005 Gew.-%,

sowie optional einem oder mehreren der Elemente „Cr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V“ in folgenden Gehalten Cr: 0,08-1,0 Gew.-%, B: 0,001-0,005Gew.-%, Mo: ≤ 0,5 Gew.-%, Ni: ≤ 0,5 Gew.-%, Cu: ≤ 0,2 Gew.-%, Nb: 0,01-0,08 Gew.-%, Ti: 0,01-0,08 Gew.-%, V: ≤ 0,3 Gew.-%,

besteht.
Blechformteil geformt aus einem Stahlblechzuschnitt umfassend ein Stahlsubstrat, das aus einem Stahl, der 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist, besteht, wobei das Blechformteil auf mindestens einer Seite einen Korrosionsschutzüberzug auf Aluminium-Basis aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium ein absolutes Minimum aufweist, dessen Wert um mindestens 70mV niedriger ist als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrat.
Blechformteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Potential des Korrosionsschutzüberzuges in einem korrosiv wirkenden Medium gemittelt über eine Messzeit von 4 Stunden bei einem Ablösestrom von 1 mA/cm² um mindestens 50mV niedriger ist als das elektrochemische Potential des Stahlsubstrat.
Blechformteil nach einem der Ansprüche 4 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) aus C: 0,04-0,45 Gew.-%, Si: 0,02-1,2 Gew.-%, Mn: 0,5-2,6 Gew.-%, Al: 0,02-1,0 Gew.-%, P: ≤ 0,05 Gew.-%, S: ≤ 0,02 Gew.-%, N: ≤ 0,02 Gew.-%, Sn: ≤ 0,03 Gew.-%, As: ≤ 0,01 Gew.-%, Ca: ≤ 0,005 Gew.-%,

sowie optional einem oder mehreren der Elemente „Cr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V“ in folgenden Gehalten Cr: 0,08-1,0 Gew.-%, B: 0,001-0,005Gew.-%, Mo: ≤ 0,5 Gew.-%, Ni: ≤ 0,5 Gew.-%, Cu: ≤ 0,2 Gew.-%, Nb: 0,01-0,08 Gew.-%, Ti: 0,01-0,08 Gew.-%, V: ≤ 0,3 Gew.-%,

besteht.
Blechformteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzüberzug eine Legierungsschicht und eine Al-Basisschicht umfasst.
Blechformteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungsschicht aus 35-95 Gew.-% Fe, 0,1-4 Gew.-% Si und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 3,5 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Blechformteil nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Al-Basisschicht aus 35-55 Gew.-% Fe, 0,4-4 Gew.-% Si, optional zu 3 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Blechformteil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, die Al-Basisschicht aus 35-55 Gew.-% Fe, 0,4-1,5 Gew.-% Si, optional zu 3 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle, optional bis zu 10 % Zn und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Verfahren zum Herstellen eines Blechformteils, insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 10, umfassend folgende Arbeitsschritte: a. Herstellen eines Stahlflachproduktes gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2; b. Abteilen eines Blechzuschnitts von dem Stahlflachprodukt; c. Erwärmen des Blechzuschnitts in einem Ofen mit einer Ofentemperatur T_ofen während einer Glühzeit t_G derart, dass zumindest teilweise die AC3 Temperatur des Zuschnitts überschritten ist und die Temperatur T_Einlg des Zuschnitts beim Einlegen in ein für ein Warmpressformen vorgesehenes Umformwerkzeug (Arbeitsschritt c)) zumindest teilweise eine Temperatur oberhalb von Ms+100 °C aufweist, wobei Ms die der Martensitstarttemperatur bezeichnet; d. Einlegen des erwärmten Blechzuschnitts in ein Umformwerkzeug, wobei die für das Entnehmen aus der Erwärmungseinrichtung und das Einlegen des Zuschnitts benötigte Transferdauer t_Trans höchstens 20s, bevorzugt höchstens 15s, beträgt; e. Warmpressformen des Blechzuschnitts zu dem Blechformteil, wobei der Zuschnitt im Zuge des Warmpressformens über eine Dauer t_WZ von mehr als 1s mit einer zumindest teilweise mehr als 30 K/s betragenden Abkühlgeschwindigkeit r_WZ auf die Zieltemperatur T_Ziel abgekühlt und optional dort gehalten wird; f. Entnehmen des auf die Zieltemperatur T_Ziel abgekühlten Blechformteils aus dem Werkzeug.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die zumindest teilweise im Blechzuschnitt erreichte Temperatur in Schritt b. zwischen Ac3 und 1000 °C, bevorzugt zwischen 850 °C und 950 °C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Zieltemperatur T_Ziel des Blechformteils zumindest teilweise unterhalb 400 °C, bevorzugt unterhalb 300 °C liegt.