DE60224262T2 - Elektrogeschweisstes stahlrohr für hohlstabilisator - Google Patents

Elektrogeschweisstes stahlrohr für hohlstabilisator Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein elektrogeschweißtes bzw. widerstandsgeschweißtes Stahlrohr, das für einen Hohlstabilisator zur Gewährleistung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs geeignet ist, mit einer homogenen metallographischen Struktur und mit Härte in einem Schweißabschnitt, u. a. einem stumpfgeschweißten Verbindungsabschnitt, und Wärmeeinflußzonen sowie in einem nicht zum Schweißabschnitt gehörenden Grundstahl und mit ausgezeichneter Umformbarkeit.
  • Hintergrund der Technik
  • Die Gewichtssenkung einer Fahrzeugkarosserie wird als Maßnahme gefördert, den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu verbessern. Ein Stabilisator zur Unterdrückung des Wankens einer Fahrzeugkarosserie bei Kurvenfahrt und damit zur Gewährleistung der Fahrstabilität der Fahrzeugkarosserie bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit ist ebenfalls eines der Gegenstände der Gewichtssenkung. Gewöhnlich war ein herkömmlicher Stabilisator ein massiver Stab, der durch Bearbeiten eines Stahlstabs zur Form eines Endprodukts hergestellt wurde, wobei aber ein Stahlrohr, bei dem es sich um ein Hohlmaterial handelt, z. B. ein nahtloses Stahlrohr oder ein widerstandsgeschweißtes Stahlrohr, häufig zur Herstellung eines Stabilisators zwecks Förderung der Gewichtseinsparung zum Einsatz kommt.
  • Verbesserte Umformbarkeit und ein intakter Schweißabschnitt sind bei einem zur Herstellung eines Stabilisators verwendeten Material gefordert, da das Material in eine komplizierte Form gebracht wird oder eine solche Umformung wie Kompressionsverbinden der Enden erfährt. Zusätzlich muß gute Härtbarkeit in einer Wärmebehandlung gewährleistet werden, die zum Erhalten hoher Ermüdungsfestigkeit zur Anwendung kommt.
  • Die chemischen Zusammensetzungen widerstandsgeschweißter Stahlrohre für Hohlstabilisatoren sind in den JP-A-H1-58264 und S61-45688 beschrieben. Die JP-A-11080899 betrifft ein hochfestes Stahlrohr mit ausgezeichneter Umformbarkeit, dessen Struktur aus Ferrit als Hauptphase und Martensit, Bainit und Cementit als sekundäre Phase besteht. Die mittlere Korngröße von Ferrit ist so festgelegt, daß sie höchstens 2 μm beträgt. Allerdings beschreiben diese Veröffentlichungen nicht die Festlegung von Mo, das ein wichtiges Element zur Härtbarkeitsverbesserung ist, weshalb die auf diesen Veröffentlichungen basierenden Stahlrohre zur Gewährleistung guter Härtbarkeit während einer Wärmebehandlung ungeeignet sind. Außerdem spezifizieren die Publikationen keine quantitativen Einschränkungen für die Gehalte von N und O, weshalb die Kontrolle über Zähigkeit und Oxide im Stahl unzureichend ist. Ferner weist keine der Veröffentlichungen Beschreibungen zur metallographischen Struktur, zum n-Wert und zur Härte auf, und es ist schwierig, die Umformbarkeit zu erhöhen, ohne diese Punkte zu kontrollieren.
  • Ein Stahlrohr aus einem Legierungsstahl zum Gebrauch im Bauwesen und ein Stahlrohr aus einem Kohlenstoffstahl zum Einsatz im Maschinenbau o. ä. werden ebenfalls als Rohrmaterial für Hohlstabilisatoren verwendet, von denen solche Eigenschaften wie Umformbarkeit, Intaktheit des Schweißabschnitts und Härtbarkeit gefordert werden. Allerdings hat ein Stahlrohr aus einem Legierungsstahl zum Gebrauch im Bauwesen ein Problem mit der Biegeformbarkeit des Rohrmaterials, und ein Stahlrohr aus einem Stahl zum Einsatz im Maschinenbau hat ein Problem mit der Härtbarkeit.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues widerstandsgeschweißtes Stahlrohr mit Eigenschaften bereitzustellen, die für einen Hohlstabilisator zur Lösung der o. g. Probleme bei der Herstellung des Stabilisators geeignet sind.
  • Der Kern der Erfindung zur Lösung dieser Probleme läßt sich in folgendem zusammenfassen:
    • (1) Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator, dadurch gekennzeichnet, daß es massebezogen enthält: 0,20 bis 0,35% C, 0,10 bis 0,50% Si, 0,30 bis 1,00% Mn, 0,01 bis 0,10% Al, 0,10 bis 1,00% Cr, 0,005 bis 1,00% Mo, 0,001 bis 0,02% Ti, 0,0005 bis 0,0050% B, 0,0010 bis 0,0100% N und optional höchstens 0,030% P, höchstens 0,020% S und höchstens 0,015% O; das den Ausdruck N/14 < Ti/47,9 erfüllt; und bei dem der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht, wobei das widerstandsgeschweißte Stahlrohr Ferrit mit einer mittleren Korngröße von 3 bis 40 μm als erste Phase sowie Cementit, Perlit, Bainit oder Martensit als zweite Phase hat.
    • (2) Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach Punkt (1), ferner dadurch gekennzeichnet, daß der durch den nachfolgenden Ausdruck festgelegte ideale kritische Durchmesser Di mindestens 25,4 mm (1,0 Inch) beträgt: Di = (0,06 + 0,4 × %C) × (1 + 0,64 × %Si) × (1 + 4,1 × %Mn) × (1 + 2,33 × %Cr) × (1 + 3,14 × %Mo) × {1 + 1,5 × (0,9 – %C) × %B2}.
    • (3) Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach Punkt (1) oder (2), ferner dadurch gekennzeichnet, daß der n-Wert in Axialrichtung des Stahlrohrs mindestens 0,12 beträgt.
    • (4) Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach einem der Punkte (1) bis (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Härtedifferenz zwischen dem widerstandsgeschweißten Nahtabschnitt und dem Grundstahl höchstens Hv 30 beträgt.
    • (5) Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach einem der Punkte (1) bis (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenprozentsatz der ferritischen Kristallkörner mit den Seitenverhältnissen von 0,5 bis 3,0 mindestens 90 in der gesamten Ferritphase beträgt.
    • (6) Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach einem der Punkte (1) bis (5), ferner dadurch gekennzeichnet, daß es eine mittlere Korngröße von höchstens 20 μm in der zweiten Phase hat.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • In der Erfindung wird ein warmgewalztes Stahlblech mit einer spezifischen chemischen Zusammensetzung als Rohmaterial verwendet, wobei aber die Einrichtung zur Herstellung des warmgewalzten Materials keiner besonderen Einschränkung unterliegt. Zudem ist die Erfindung auf jedes widerstandsgeschweißte Stahlrohr zufriedenstellend anwendbar, das durch Kaltformen oder Warmformen hergestellt ist, während ein Widerstandsschweißverfahren mit Hilfe von hochfrequentem elektrischem Strom zum Einsatz kommt.
  • An erster Stelle wird die chemische Zusammensetzung erläutert.
  • C ist ein Element, das sich im Zustand eines Mischkristalls löst oder in Form von Carbiden in einem Grundstahl ausscheidet und die Stahlfestigkeit erhöht. Außerdem scheidet er in Form einer harten zweiten Phase aus, z. B. Cementit, Per lit, Bainit oder Martensit, und trägt zur Erhöhung der Stahlfestigkeit und gleichmäßigen Dehnung bei. Zur Stahlfestigkeitserhöhung sind mindestens 0,20% C erforderlich, aber übersteigt sein Gehalt 0,35%, sind die Umformbarkeit und Schweißbarkeit beeinträchtigt. Aus diesem Grund ist der Gehalt von C auf den Bereich von 0,20 bis 0,35% begrenzt.
  • Si ist ein mischkristallhärtendes Element, und mindestens 0,10% Si ist zur Gewährleistung der Festigkeit notwendig. Übersteigt aber sein Gehalt 0,50%, bilden sich leicht Si-Mn-Systemeinschlüsse, die Schweißfehler bilden, beim Widerstandsschweißen, was die Intaktheit des Widerstandsschweißabschnitts beeinträchtigt. Daher ist der Si-Gehalt auf den Bereich von 0,10 bis 0,50% begrenzt. Vorzugsweise liegt der Si-Gehalt im Bereich von 0,10 bis 0,30%.
  • Mn ist ein Element zum Erhöhen der Stahlfestigkeit und Härtbarkeit, aber liegt sein Gehalt unter 0,30%, kann keine ausreichende Festigkeit beim Abschrecken erhalten werden. Übersteigt andererseits der Gehalt 1,00%, sind die Schweißbarkeit und Intaktheit des Schweißabschnitts negativ beeinflußt. Daher ist der Gehalt von Mn auf den Bereich von 0,30 bis 1,00% begrenzt.
  • Al ist ein unverzichtbares Element, das als Desoxidationsmittel der Stahlschmelze dient, und ist ferner ein Element, das N bindet, weshalb sein Gehalt einen erheblichen Einfluß auf die Größe von Kristallkörnern und die mechanischen Eigenschaften eines Stahls hat. Ein Al-Gehalt von mindestens 0,01% ist zum Erreichen dieser Wirkungen erforderlich, aber übersteigt sein Gehalt 0,10%, bilden sich nichtmetallische Einschlüsse in Mengen, und es treten leicht Oberflächenfehler im Endprodukt auf. Aus diesem Grund ist der Al-Gehalt auf den Bereich von 0,01 bis 0,10% begrenzt.
  • Cr ist ein Element zur Verbesserung der Härtbarkeit und hat die Effekte, daß es M23C6-artige Carbide in der Matrix ausscheiden läßt, was die Festigkeit erhöht und die Carbide verfeinert. Liegt der Cr-Gehalt unter 0,10%, ist nicht zu erwarten, daß sich diese Wirkungen ausreichend zeigen. Übersteigt dagegen der Gehalt 1,0%, bilden sich leicht Eindringstoffe beim Schweißen. Aus diesem Grund ist der Gehalt von Cr auf den Bereich von 0,10 bis 1,0% begrenzt.
  • Mo ist ein die Härtbarkeit verbesserndes Element, härtet den Stahl im Mischkristall und stabilisiert M23C6-artige Carbide. Liegt sein Gehalt unter 0,005%, treten diese Effekte nicht ausreichend auf. Übersteigt andererseits sein Gehalt 1,00%, scheiden grobe Carbide leicht aus, was die Zähigkeit beeinträchtigt. Aus diesem Grund ist der Mo-Gehalt auf den Bereich von 0,005 bis 1,0% begrenzt.
  • Ti wirkt zur stabilen und effektiven Erhöhung der Härtbarkeit, die man durch Zugabe von B erhält. Liegt aber sein Gehalt unter 0,001%, läßt sich keine spürbare Wirkung erwarten. Übersteigt dagegen der Gehalt 0,02%, verschlechtert sich die Zähigkeit in der Tendenz. Aus diesem Grund ist der Gehalt von Ti auf den Bereich von 0,001 bis 0,02% begrenzt. Vorzugsweise soll sein Gehalt in dem Bereich liegen, in dem der Ausdruck N/14 < Ti/47,9 erfüllt ist.
  • B ist ein Element zur erheblichen Steigerung der Härtbarkeit eines Stahlmaterials bei Zugabe in einer kleinen Menge und hat außerdem die Wirkungen, Korngrenzen zu verfestigen und die Ausscheidungshärtung durch Bildung solcher Verbindungen wie M23(C, B)6 zu erhöhen. Liegt seine Zugabemenge unter 0,0005%, läßt sich keine Wirkung auf die Härtbarkeitserhöhung erwarten. Übersteigt seine Zugabe dagegen 0,0050%, bildet sich in der Tendenz eine grobe B-haltige Phase, und außerdem kommt es leicht zu Versprödung. Aus diesem Grund ist der B-Gehalt auf den Bereich von 0,0005 bis 0,0050% begrenzt.
  • N ist eines der wichtigen Elemente, das Nitride oder Carbonitride ausscheiden läßt und somit die Stahlfestigkeit erhöht. Die Wirkung tritt auf, wenn N mit mindestens 0,0010% zugegeben wird, aber bei Zugabe über 0,01% neigt die Zähigkeit zu Beeinträchtigung infolge der Vergröberung von Nitriden und der Aushärtung durch gelösten N. Aus diesem Grund ist sein Gehalt auf den Bereich von 0,0010 bis 0,0100% begrenzt.
  • P ist ein Element, das die Schweißrißfestigkeit und Zähigkeit negativ beeinflußt, weshalb sein Gehalt auf höchstens 0,030% begrenzt ist. Vorzugsweise beträgt sein Gehalt höchstens 0,020%.
  • S hat einen Einfluß auf nichtmetallische Einschlüsse in einem Stahl, beeinträchtigt die Biege- und Falteigenschaften eines Stahlrohrs und bewirkt eine Beeinträchtigung der Zähigkeit sowie eine Zunahme der Anfälligkeit für Anisotropie und Wiedererwärmungsrißbildung. Zudem beeinflußt er die Intaktheit eines Schweißabschnitts. Aus diesem Grund ist der S-Gehalt auf höchstens 0,020% begrenzt. Vorzugsweise soll sein Gehalt 0,010% betragen.
  • O bewirkt nicht nur die Bildung von Oxiden, die die Zähigkeit negativ beeinflussen, sondern bildet auch Oxide, die Ermüdungsbruch auslösen, was die Ermüdungsfestigkeit beeinträchtigt. Aus diesem Grund ist die Obergrenze für seinen Gehalt auf 0,015% festgelegt.
  • Der durch den nachfolgenden Ausdruck festgelegte ideale kritische Durchmesser Di (Inch) beeinflußt die Abschreckhärte, nachdem ein Stahlrohr zu einem Hohlstabilisator umgeformt ist. Liegt der Wert von Di unter 25,4 mm (1,0 Inch), wird die erforderliche Härte nicht erhalten, weshalb die Untergrenze für seinen Wert auf 1,0 (Inch) festgelegt ist. Di = (0,06 + 0,4 × %C) × (1 + 0,64 × %Si) × (1 + 4,1 × %Mn) × (1 + 2,33 × %Cr) × (1 + 3,14 × %Mo) × {1 + 1,5 × (0,9 - %C) × %B2}.
  • Liegt ferner beim Umformen eines Stahlrohrs der n-Wert in Axialrichtung unter 0,12, wird die erhebliche Umformbarkeitsverbesserung nicht erhalten. Daher ist der n-Wert auf mindestens 0,12 begrenzt. Vorzugsweise beträgt der Wert mindestens 0,15.
  • Spannungskonzentration, die Ermüdungsbruch verursacht, tritt leicht in dem durch Schweißen bewirkten erweichten Abschnitt und im gehärteten Abschnitt von Schweißwärmeeinflußzonen auf. Daher ist die Homogenisierung der Härte in Umfangsrichtung eines Stahlrohrs eine wirksame Maßnahme zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit. Beträgt die Differenz zwischen der maximalen Härte und der minimalen Härte des Grundmaterials und des widerstandsgeschweißten Nahtabschnitts mit den Schweißwärmeeinflußzonen höchstens 30 Hv, ist die Spannungskonzentration abgebaut, und die Ermüdungsfestigkeit ist verbessert.
  • Als nächstes wird die metallographische Struktur eines Stahlrohrprodukts erläutert.
  • Metallographische Beobachtungen der Ferritphase und der zweiten Phase eines erfindungsgemäßen Stahlrohrs wurden mit Hilfe eines optischen Mikroskops und eines Rasterelektronenmikroskops auf einem polierten Oberflächenschnitt parallel zur Längsrichtung des Stahlrohrs nach Polierläppen des Oberflächenschnitts und anschließendem Anätzen mit Nital durchgeführt. Zu beachten ist, daß die Körner der zweiten Phase mit Größen unter 0,5 μm nicht bei der Berechnung der mittleren Größe berücksichtigt wurden.
  • Liegt die mittlere Korngröße der Ferritphase an einem Schnitt parallel zur Längsrichtung eines Stahlrohrs unter 3 μm, ist die gleichmäßige Dehnung beeinträchtigt, und übersteigt sie 40 μm, läßt sich keine weitere Verbesserung der gleichmäßigen Dehnung erwarten, weshalb keine erhebliche Umformbarkeitsverbesserung erhalten wird. Aus diesem Grund ist der Bereich der mittleren Korngröße der Ferritphase auf 3 bis 40 μm festgelegt. Vorzugsweise liegt die mittlere Größe im Bereich von 3 bis 20 μm.
  • Liegt ein Seitenverhältnis, bei dem es sich um das Verhältnis der langen Seite zur kurzen Seite einer Ferritphase handelt, an einer Schnittfläche parallel zur Längsrichtung eines Stahlrohrs unter 0,5 oder über 3,0, wird die Dehnung des Stahlrohrs in Axial-, Umfangs- und Wanddickenrichtung ungleichmäßig, der Effekt auf die Duktilitätserhöhung ist reduziert, und somit wird es unmöglich, die erhebliche Umformbarkeitsverbesserung zu erhalten. Aus diesem Grund ist das Seitenverhältnis der langen Seite zur kurzen Seite auf den Bereich von 0,5 bis 3,0 begrenzt. Vorzugsweise soll das Seitenverhältnis der langen Seite zur kurzen Seite im Bereich von 0,5 bis 2,0 liegen.
  • Liegt ferner der Flächenprozentsatz der Kristallkörner mit den Seitenverhältnissen, die jeweils das Verhältnis der langen Seite zur kurzen Seite der Ferritphase sind, von 0,5 bis 3,0 unter 90%, ist die duktilitätserhöhende Wirkung reduziert, und es wird unmöglich, die erhebliche Umformbarkeitsverbesserung zu erhalten. Aus diesem Grund ist der Flächenprozentsatz der Kristallkörner mit den Seitenverhältnissen der langen Seite zur kurzen Seite von 0,5 bis 3,0 auf mindestens 90% begrenzt.
  • Übersteigt die mittlere Größe der zweiten Phase an einer Schnittfläche parallel zur Längsrichtung eines Stahlrohrs 20 μm, läßt sich die Verbesserung der gleichmäßigen Dehnung nicht erwarten, weshalb die erhebliche Umformbarkeitsverbesserung nicht erhalten wird. Aus diesem Grund ist die mittlere Größe der zweiten Phase auf höchstens 20 μm begrenzt. Vorzugsweise soll die mittlere Größe der zweiten Phase höchstens 10 μm betragen und soll höchstens gleich der mittleren ferritischen Korngröße sein.
  • Beispiel
  • Die Stähle mit den in Tabelle 1 aufgeführten chemischen Zusammensetzungen wurden geschmolzen und zu Brammen gegossen. Danach wurden die Brammen auf 1150°C erwärmt und zu 6,5 mm dicken Stahlblechen bei einer Fertigwalztemperatur von 890°C und einer Wickeltemperatur von 630°C warmgewalzt. Die so erhaltenen warmgewalzten Stahlbleche wurden geschnitten und dann zu Stahlrohren mit 89,1 mm Außendurchmesser durch Hochfrequenz-Induktionsnahtschweißen geformt. Anschließend wurden die Ausgangsstahlrohre durch Hochfrequenz-Induktionserwärmen auf 980°C erwärmt und dann zur Durchmesserreduzierung gewalzt, um Produktstahlrohre mit 28 mm Durchmesser und 7,5 mm Wanddicke zu erhalten.
  • Daneben wurden mit Hilfe der Ausgangsstahlrohre aus dem Stahl mit dem Bezugszeichen N in Tabelle 1 Produktstahlrohre mit 25 mm Durchmesser und 6,0 mm Wanddicke durch Walzen zur Durchmesserreduzierung unter verschiedenen Bedingungen hergestellt, und der n-Wert, die Härte und die metallographische Struktur jedes der so erhaltenen Stahlrohre wurden bewertet. In Tabelle 2 sind die Ergebnisse gezeigt.
  • Der n-Wert wurde durch einen Zugversuch an jedem der so erhaltenen Produktrohre gemessen. Die Umformbarkeit wurde durch einen Aufweitversuch, einen 90°-2D-Biegeversuch und einen Endfaltversuch bewertet, und die keine Risse im Schweißnahtabschnitt zeigenden Proben wurden als solche mit guter Umformbarkeit bewertet. Gemessen wurde auch die Härteverteilung in jedem der Grundstähle und Schweißnahtabschnitte mit Wärmeeinflußzonen, und die eine Härtedifferenz ΔHv von höchstens 30 zeigenden Proben wurden mit gut bewertet.
  • Bei den Erfindungsbeispielen (Bezugszeichen B, E, H, K, N, Q und S) gemäß Tabelle 1, die in die Bereiche der Erfindung fielen, war der Sollbereich des idealen kritischen Durchmessers erfüllt, und es traten keine Risse beim Biegeversuch und Endfaltversuch auf. Dagegen war bei Vergleichsbeispielen, die außerhalb der Bereiche der Erfindung fielen, die Umformbarkeit gemäß der nachfolgenden Beschreibung schlecht.
  • Bei den Vergleichsbeispielen (Bezugszeichen A, D, G, J, M und P) waren die Gehalte der zur Härtbarkeitsgewährleistung notwendigen Elemente unzureichend, und der Sollbereich des idealen kritischen Durchmessers war nicht erfüllt. Beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen C war die Umformbarkeit gering, da der C-Gehalt den vorgeschriebenen erfindungsgemäßen Bereich überstieg, wodurch Risse beim Biegeversuch und beim Endfaltversuch auftraten. Der Si-Gehalt beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen F und der Mn-Gehalt beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen R lagen über den jeweiligen in der Erfindung festgelegten Bereichen, weshalb sich Si-Mn-Einschlüsse beim Nahtschweißen bildeten, die Umformbarkeit der Schweißverbindung verringert war und dadurch Risse im Biegeversuch und im Endfaltversuch auftraten.
  • Beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen L lag der Gehalt von Cr über dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich, weshalb viele Eindringstoffe beim Nahtschweißen auftraten und es als Ergebnis zu Rissen im Biegeversuch und im Endfaltversuch kam. Beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen T lag der O-Gehalt über dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich, wodurch sich Oxide in großen Mengen bildeten und als Ergebnis Risse im Biegeversuch und im Endfaltversuch auftraten. Beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen I lag der Gehalt von Ti über dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich, weshalb die Zähigkeit zurückging und es dadurch zu Rissen im Endfaltversuch kam. Beim Vergleichsbeispiel mit dem Bezugszeichen 0 lag der Gehalt von Mo über dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich, weshalb sich grobe Carbide in großen Mengen bildeten und dadurch Risse im Biegeversuch und im Endfaltversuch auftraten.
  • Zum Vergleich betrug bei den Erfindungsbeispielen gemäß Tabelle 1 der n-Wert 0,10 bis 0,11, die Härtedifferenz betrug Hv 32, die mittlere Korngröße von Ferrit betrug 41 bis 45 um, der Flächenprozentsatz der ferritischen Kristallkörner mit den Seitenverhältnissen von 0,5 bis 3,0 betrug 86 bis 89% in der gesamten Ferritphase, und die mittlere Größe der zweiten Phase betrug 21 bis 25 μm.
  • Bei den Vergleichsbeispielen gemäß Tabelle 2, die außerhalb der Bereiche der Erfindung fielen, war die Umformbarkeit schlecht, was im folgenden beschrieben wird.
  • Beim Vergleichsbeispiel Nr. 1 war die Umformbarkeit gering, da der n-Wert gering war, weshalb Risse im Endfaltversuch auftraten. Beim Vergleichsbeispiel Nr. 2 war die Umformbarkeit gering, da die Härtedifferenz mit Hv 51 hoch war, weshalb Risse im Endfaltversuch auftraten. Beim Vergleichsbeispiel Nr. 5 war die gleichmäßige Dehnung gering, da die mittlere Korngröße von Ferrit mit 1 um klein war, wodurch Risse im Endfaltversuch auftraten. Beim Vergleichsbeispiel Nr. 7 war die mittlere Korngröße von Ferrit mit 50 μm groß, die Umformbarkeit an den Korngrenzen mit der zweiten Phase war gering, und zudem war die Härtedifferenz hoch, weshalb es zu Rissen im Biegeversuch und im Endfaltversuch kam.
  • Beim Vergleichsbeispiel Nr. 8 war die Umformbarkeit gering, da der Flächenprozentsatz der ferritischen Kristallkörner mit den Seitenverhältnissen von 0,5 bis 3,0 mit 75% in der gesamten Ferritphase gering und der n-Wert mit 0,09 niedrig war, wodurch Risse im Endfaltversuch auftraten. Beim Vergleichsbeispiel Nr. 10 war die mittlere Größe der zweiten Phase mit 45 μm groß, und die Härtedifferenz betrug Hv 37, weshalb Risse im Biegeversuch und im Endfaltversuch auftraten.
  • Dagegen traten bei Erfindungsbeispielen (Nr. 2, 4, 6, 9 und 11) weder im Biegeversuch noch im Endfaltversuch Risse auf.
    Figure 00130001
    Figure 00140001
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Ein erfindungsgemäßes widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator hat eine homogene metallographische Struktur im widerstandsgeschweißten Nahtabschnitt und Grundstahl, eine kleine Härtedifferenz zwischen dem widerstandsgeschweißten Nahtabschnitt und dem Grundstahl sowie ausgezeichnete Umformbarkeit, wodurch es zur Senkung des Fahrzeugkarosseriegewichts und Vereinfachung von Herstellungsverfahren beizutragen vermag.

Claims (6)

  1. Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator, dadurch gekennzeichnet, daß es massebezogen enthält: 0,20 bis 0,35% C, 0,10 bis 0,50% Si, 0,30 bis 1,00% Mn, 0,01 bis 0,10% Al, 0,10 bis 1,00% Cr, 0,005 bis 1,00% Mo, 0,001 bis 0,02% Ti, 0,0005 bis 0,0050% B, 0,0010 bis 0,0100% N und optional höchstens 0,030% P, höchstens 0,020% S und höchstens 0,015% O; den Ausdruck N/14 < Ti/47,9 erfüllt; und der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht, wobei das widerstandsgeschweißte Stahlrohr Ferrit mit einer mittleren Korngröße von 3 bis 40 μm als erste Phase sowie Cementit, Perlit, Bainit oder Martensit als zweite Phase hat.
  2. Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der durch den nachfolgenden Ausdruck festgelegte ideale kritische Durchmesser Di mindestens 25,4 mm (1,0 Inch) beträgt: Di = (0,06 + 0,4 × %C) × (1 + 0,64 × %Si) × (1 + 4,1 × %Mn) × (1 + 2,33 × %Cr) × (1 + 3,14 × %Mo) × {1 + 1,5 × (0,9 – %C) × %B2}.
  3. Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach Anspruch 1 oder 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der n-Wert in Axialrichtung des Stahlrohrs mindestens 0,12 beträgt.
  4. Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtedifferenz zwischen dem widerstandsgeschweißten Nahtabschnitt und dem Grundstahl höchstens Hv 30 beträgt.
  5. Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenprozentsatz der ferritischen Kristallkörner mit einem Seitenverhältnis von 0,5 bis 3,0 mindestens 90% in der gesamten Ferritphase beträgt.
  6. Widerstandsgeschweißtes Stahlrohr für einen Hohlstabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner dadurch gekennzeichnet, daß es eine mittlere Korngröße von höchstens 20 μm in der zweiten Phase hat.
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