DE19900199A1 - Leichtbaustahllegierung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen hochfesten Leichtbaustahl, welcher erhöhte Gewichtsprozente von Aluminium, Chrom und Nickel sowie Mangan aufweist und hierdurch eine geringere Dichte als Eisen besitzt. Darüber hinaus zeichnet sich die Stahllegierung durch gute Korrosions- und Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit sowie einer hohen Festigkeit, extrem hohen Verfestigungrate und guter Umformbarkeit Tief- sowie Streckziehfähigkeit aus.
Description
Die Erfindung betrifft einen hochfesten Leichtbaustahl und
seine Verwendung für Karosserieteile und Spannbetonkon
struktionen.
Hochfester Leichtbaustahl wird für die Fahrzeug- und Bauin
dustrie mit unterschiedlichen Eigenschaften entwickelt und
in erheblichem Maße in der Produktion eingesetzt. Hierbei
wird von der Autoindustrie immer mehr der Wunsch in den
Vordergrund gestellt, eine Gewichtsreduzierung des Fahrzeu
ges vornehmen zu können und verlangt von den Stahlproduzen
ten die Herstellung von leichteren Stahllegierungen, welche
ansonsten die bisherigen Eigenschaften beibehalten oder
teilweise sogar in verbesserter Form aufweisen.
Aus der EP-A-0 495 121 sind beispielsweise Stähle mit bis
zu 7% Al, mehr als 0,5% Si, 0,1-8% Mn und weniger als
0,1% C, N, O, P zur Schwingungs- und Geräuschdämpfung in
Maschinen bekannt. Aus der EP-A-0 401 098 sind im weiteren
Stähle mit weniger als 3,3% Si und 1,5 und 8% Al für
weichmagnetische Bleche, die eine scharfe Textur besitzen,
bekannt. Die vorgenannten Angaben beziehen sich auf Ge
haltsangaben in Gewichtsprozent. Als nachteilig hat sich
herausgestellt, daß die vorgenannten Stahllegierungen für
das Umformverfahren, wie beispielsweise Tief- bzw. Streck
ziehen, ungeeignet sind.
Im weiteren sind beispielsweise aus der DE 43 03 316 A
Stähle mit 13-16% Al und zum Teil höheren Gehalten wei
terer Legierungselemente, wie Cr, Nb, Ta, P, Si, C, Ti, für
oxidations- und korrosionsbeständige Teile bekannt.
Die vorstehend aufgeführten bekannten Stähle sind mit we
sentlichen Nachteilen behaftet. Gewichtseinsparungen in der
Autoindustrie lassen sich beispielsweise mit den bekannten
Stählen nur durch eine Reduzierung der Blechdicke oder
durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen erreichen. Gut um
formbare, d. h. tief- und streckziehfähige, kaltwalzbare und
rekristallisierend geglühte höher aluminiumhaltige Tief-
Zieh-Stähle, wie sie für die Anwendung in der Automobil
technik oder bei Betonkonstruktionen benötigt werden, sind
aus dem Stand der Technik in dieser Form nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stahllegierung mit einer
Dichte unter der spezifischen Dichte von Eisen unter
gleichzeitiger Beibehaltung der bisherigen Eigenschaften
aufzuzeigen.
Der erfindungsgemäße austenitische bzw. austenitisch/ferritische
Leichtbaustahl ist gekennzeichnet durch mehr
als 7-27 Gew.-% Mn, mehr als 1-10 Gew.-% Al, kleiner als 10
Gew.-% Cr, kleiner als 10 Gew.-% Ni, mehr als 0,7-4 Gew.-% Si,
kleiner als 3 Gew.-% Cu, kleiner als 0,5 Gew.-% C und einer
restlichen Zusammensetzung aus Eisen und erschmelzungsbe
dingten Verunreinigungen einschließlich höchstens 2 Gew.-%
weiterer Legierungselemente in Summe N + Va + Nb + Ti + P.
Die weiteren Legierungsbestandteile können beispielsweise
aus kleiner 0,5 Gew.-% N, kleiner als 0,5 Gew.-% Nb, kleiner
als 0,5 Gew.-% Ti, kleiner als 0,3 Gew.-% Va und kleiner als
0,1 Gew.-% P bestehen.
Der erfindungsgemäße austenitische bzw. austenitisch/ferritische
Leichtbaustahl hat eine unerwartet gute Kombi
nation bisher nicht bekannter vorteilhafter Eigenschaften,
die sich wie folgt beschreiben lassen:
Durch den hohen Anteil von Legierungsbestandteilen mit ei nem spezifischen Gewicht weit unterhalb des spezifischen Gewichts von Eisen wird eine für die Autoindustrie vorteil hafte Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der bisherigen Konstruktionsbauweise erreicht. Im weiteren weist der Leichtbaustahl eine ausgezeichnete Duktilität, eine hohe Festigkeit und eine extrem hohe Verfestigungsrate auf. Her vorzuheben ist die Eigenschaft einer hohen Belastungsge schwindigkeit im Crashverhalten bei einem Unfall, so daß diese Stahllegierung besonders für den Kraftfahrzeugbau ge eignet ist. Im weiteren besteht eine erhöhte Korrosions- und insbesondere Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit, so daß sich diese Stahllegierung auch für Betonkonstruktionen, d. h. insbesondere als Spannbetonstähle und Moniereisen(- Stähle) hervorragend einsetzen läßt. Die Korrosionsbestän digkeit kann im weiteren durch eine chemische, elektroche mische, organische, nicht-metallische oder metallische Be schichtung verbessert werden. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, durch eine chemische, elektrochemische oder thermische Behandlung eine Vergütung der Stahllegie rung herbeizuführen.
Durch den hohen Anteil von Legierungsbestandteilen mit ei nem spezifischen Gewicht weit unterhalb des spezifischen Gewichts von Eisen wird eine für die Autoindustrie vorteil hafte Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der bisherigen Konstruktionsbauweise erreicht. Im weiteren weist der Leichtbaustahl eine ausgezeichnete Duktilität, eine hohe Festigkeit und eine extrem hohe Verfestigungsrate auf. Her vorzuheben ist die Eigenschaft einer hohen Belastungsge schwindigkeit im Crashverhalten bei einem Unfall, so daß diese Stahllegierung besonders für den Kraftfahrzeugbau ge eignet ist. Im weiteren besteht eine erhöhte Korrosions- und insbesondere Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit, so daß sich diese Stahllegierung auch für Betonkonstruktionen, d. h. insbesondere als Spannbetonstähle und Moniereisen(- Stähle) hervorragend einsetzen läßt. Die Korrosionsbestän digkeit kann im weiteren durch eine chemische, elektroche mische, organische, nicht-metallische oder metallische Be schichtung verbessert werden. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, durch eine chemische, elektrochemische oder thermische Behandlung eine Vergütung der Stahllegie rung herbeizuführen.
Zur Bildung einer schützenden Deckschicht ist vorgesehen,
daß die Oberfläche mit Aluminium angereichert und/oder be
schichtet ist.
Der tief- und streckziehfähige aluminiumhaltige Stahl wird
im Herstellungsverfahren erschmolzen, im Stranggießverfah
ren vergossen, abgewalzt im Temperaturbereich oberhalb der
Rekristallisierungstemperatur oder durch das Gießwalzen
Dünnbandgießen als endabmessungsnahes Band abgegossen. Der
Stahl kann entweder als Warmband direkt weiter verarbeitet
oder nach dem Warmwalzen kaltgewalzt mit einem Umformungs
grad von größer 20% weiterverarbeitet werden. Aufgrund
seiner guten Kaltumformbarkeit und niedrigen Dichte, welche
deutlich unter der spezifischen Dichte von Eisen liegt,
eignet sich der Stahl in Form von Blechen und versteifenden
Trägern oder Hohlprofilen besonders für die Verwendung in
der Automobilindustrie. Im weiteren besteht durch die Kor
rosions- und insbesondere Spannungsrißkorrosionsbeständig
keit die Verwendung in der Verstärkung von Stahlbetonkon
struktionen, so daß diese Stahllegierung einem weiteren An
wendungsbereich zugeführt werden kann.
Claims (6)
1. Hochfester Leichtbaustahl, bestehend aus:
mehr als 7 bis 27 Gew.-% Mn
mehr als 1 bis 10 Gew.-% Al
kleiner als 10 Gew.-% Cr
kleiner als 10 Gew.-% Ni
mehr als 0,7 bis 4 Gew.-% Si
kleiner als 3 Gew.-% Cu
kleiner als 0,5 Gew.-% C
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen einschließlich höchstens 2 Gew.-% weiterer Legierungselemente in Summe N + Va + Nb + Ti + P.
mehr als 7 bis 27 Gew.-% Mn
mehr als 1 bis 10 Gew.-% Al
kleiner als 10 Gew.-% Cr
kleiner als 10 Gew.-% Ni
mehr als 0,7 bis 4 Gew.-% Si
kleiner als 3 Gew.-% Cu
kleiner als 0,5 Gew.-% C
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen einschließlich höchstens 2 Gew.-% weiterer Legierungselemente in Summe N + Va + Nb + Ti + P.
2. Hochfester Leichtbaustahl nach Anspruch 1, mit weite
ren Legierungselementen von:
kleiner als 0,5 Gew.-% N
kleiner als 0,5 Gew.-% Nb
kleiner als 0,5 Gew.-% Ti
kleiner als 0,3 Gew.-% Va
kleiner als 0,01 Gew.-% P.
kleiner als 0,5 Gew.-% N
kleiner als 0,5 Gew.-% Nb
kleiner als 0,5 Gew.-% Ti
kleiner als 0,3 Gew.-% Va
kleiner als 0,01 Gew.-% P.
3. Hochfester Leichtbaustahl nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß dieser einer chemischen,
elektrochemischen oder thermischen Behandlung unterzo
gen ist.
4. Hochfester Leichtbaustahl nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit einer chemi
schen, elektrochemischen, organischen, nicht-
metallischen oder metallischen Beschichtung versehen
ist.
5. Hochfester Leichtbaustahl nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche mit Aluminium angereichert und/oder be
schichtet ist.
6. Verwendung eines Leichtbaustahls nach einem oder meh
reren der Ansprüche 1 bis 5, als Werkstoff für Spann
betonkonstruktionen mit erhöhter Korrosions- und ins
besondere Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit oder al
ler Arten von Karosseriekomponenten von Fahrzeugen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999100199 DE19900199A1 (de) | 1999-01-06 | 1999-01-06 | Leichtbaustahllegierung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999100199 DE19900199A1 (de) | 1999-01-06 | 1999-01-06 | Leichtbaustahllegierung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19900199A1 true DE19900199A1 (de) | 2000-07-13 |
Family
ID=7893631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999100199 Withdrawn DE19900199A1 (de) | 1999-01-06 | 1999-01-06 | Leichtbaustahllegierung |
Country Status (1)
Country | Link |
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