EP3625047A1 - SICHERHEITSSTAHL ODER VERSCHLEIßSTAHL UND VERWENDUNG - Google Patents

SICHERHEITSSTAHL ODER VERSCHLEIßSTAHL UND VERWENDUNG

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EP3625047A1
EP3625047A1 EP18722493.6A EP18722493A EP3625047A1 EP 3625047 A1 EP3625047 A1 EP 3625047A1 EP 18722493 A EP18722493 A EP 18722493A EP 3625047 A1 EP3625047 A1 EP 3625047A1
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EP
European Patent Office
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steel
layer
wear
optional
safety
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18722493.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vanessa WOLSKE
Gabriele VIDRICH-FERKEL
Thorsten KRENKE
Rainer FECHTE-HEINEN
Jens-Ulrik Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3625047A1 publication Critical patent/EP3625047A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C23C2/0224—Two or more thermal pretreatments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
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Definitions

  • the invention relates to a safety steel or wear steel made of a multi-layer steel composite material comprising a first layer and at least one materially connected to the first layer second layer. Furthermore, the invention relates to a corresponding use.
  • Safety steels generally have a high hardness and therefore a low to medium toughness, in order to have a sufficient resistance to high dynamic stresses (impact) by bullets, shrapnel, blowouts, etc. This is necessary to ideally combine the requirements of high penetration resistance, strong expansion of the impacting projectile in diameter, minimization of penetration depth, high momentum and energy absorption, and high resistance to crack propagation. Since these properties are contrary, in addition to monolithic materials and composite materials are known, which are combined in the composite essentially opposite properties in order to achieve improved properties, especially in terms of hardness and toughness in the composite material.
  • Composite materials, in particular of different steel alloys are known in the art, for example from European Patent Application EP 2 123 447 AI.
  • the high hardness required for a wear steel aims at a sufficiently high resistance to abrasive wear.
  • the previously known monolithic materials and composite materials for use as safety steel or wear steel have the common feature that the surface is always hard, either a monolithic material has a high hardness or a multilayer material composite reaches its advantageous properties when a hard material acts as an outer layer and a tough material is used as the core layer. Due to their chemical and physical properties, the hard materials can generally not be coated with a corrosion protection coating since they generally contain high proportions of alloying elements which are unfavorable to the coating but required for a high cracking hardness, such as Si, Ni, Cr, Mo and / or Mn.
  • the object of the present invention is to provide a security steel or wear steel with substantially improved properties, which is coatable with a metallic corrosion protection coating and has a good surface quality, and to indicate a corresponding use.
  • the second layer has at least 20%, in particular at least 50%, lower hardness than the first layer in the cured or tempered state, which cohesively with a first layer of a steel in the cured or tempered state a hardness> 350 HBW, in particular> 400 HBW, preferably> 450 HBW, preferably> 500 HBW, more preferably> 550 HBW, more preferably> 600 HBW, a multilayer security steel or wear steel with improved coatability and very good surface quality can be provided.
  • the hardness of the second layer is ⁇ 250 HBW, in particular ⁇ 200 HBW, preferably ⁇ 175 HBW, particularly preferably ⁇ 150 HBW.
  • the composite material according to the invention (safety steel, wear steel) is subjected before its intended use of a heat treatment for the purpose of hardening or tempering, wherein the heat treatment is tuned to the first layer.
  • the hardness of the second layer is preferably determined in the state after this heat treatment.
  • the second layer in at least one of the coating-critical elements Si, Ni, Cr, Mo and / or Mn has an at least 10% lower alloy content compared to the first layer.
  • the second layer acts merely as a coating aid and fulfills later use or application, in particular if it is arranged on the highly dynamically stressed side, which essentially also corresponds to the visible side, with a negligible protective effect compared to the first layer.
  • a soft steel is in principle not suitable for the application or use under consideration, since the required functional properties, such as, for example, high penetration resistance, strong expansion of the impacting projectile in its diameter, minimization of the penetration depth, high momentum and energy absorption - As well as high resistance to crack propagation - and in particular a high hardness can not be achieved. Both at a wear as well as an impact load, z. B. by bombardment or blasting the softer steel is essentially penetrated, without resisting.
  • An inventive safety steel or wear steel must have a first layer, the thickness of which corresponds to a comparable monolithic steel in order to ensure a comparable shot resistance or a comparable stability in the wear insert.
  • the inventive security steel or wear steel is designed for the same application with a slightly greater thickness than a comparable monolithic steel, since the second layer is functionally negligible for the application.
  • the coating tendency is largely determined by the properties on the surface of the security steel, which according to the invention are provided by the second layer as a functional layer.
  • the safety steel or wear steel comprises in the simplest embodiment only a first layer with a one-sided cohesively connected second layer.
  • the security steel or wear steel is preferably coated with a metallic corrosion protection coating, in particular based on zinc.
  • the safety steel or wear steel may be coated on one or both sides with an electrolytic zinc coating.
  • the performance of an electrolytic coating has the advantage that the properties, in particular of the first layer, are not adversely affected, in particular by thermal influences.
  • the anticorrosive coating can also be applied by hot-dip coating, wherein the heating of the security steel, which is usually at temperatures between 450 and 550 ° C., required during hot-dip coating, can take over or replace a separate tempering in one process step (tempering).
  • safety steel or wear steel may be provided on one or both sides with an organic coating and / or paint finish.
  • the safety steel or wear steel can be designed as a band-, plate- or sheet-shaped semi-finished product or fed to further processing.
  • the first layer in addition to Fe and production-related unavoidable
  • C is a strength-increasing alloying element and contributes to the increase in hardness to the hardness by either dissolved as an interstitial atom in austenite and contributes to the formation of tougher martensite during cooling or forms with Fe, Cr, Ti, Nb, V or W carbides, the on the one hand harder than the surrounding matrix can be or at least distort it so that the hardness of the matrix increases.
  • C is therefore present at levels of at least 0.1% by weight, in particular of at least 0.15% by weight, preferably of at least 0.2% by weight, in order to achieve or set the desired hardness.
  • the brittleness increases, so that the content to a maximum of 0.6 wt .-%, in particular at most 0.55 wt .-%, preferably at most 0.5 wt .-%, more preferably at most 0.45 wt .-%, more preferably at most 0.4 wt .-% is limited to the Material properties, in particular the ductility, not to adversely affect and ensure adequate weldability.
  • N can be used as an alloying element, optionally with a minimum content of 0.003 wt .-% with similar effect as C, because its ability to nitride has a positive effect on the strength.
  • Al aluminum nitrides are formed which enhance nucleation and impede grain growth.
  • nitrogen increases the hardness of the martensite formed during curing.
  • the nitrogen content for the melt analysis is limited to ⁇ 0.01% by weight.
  • the optional alloying element Boron this is bound by nitrogen, if the aluminum or titanium content is not high enough.
  • Si is an alloying element that contributes to solid solution hardening and, depending on the content, has a positive effect in increasing the hardness, so that optionally a content of at least 0.05% by weight is present. At lower levels, the effectiveness of Si is not clearly detectable, but Si also does not adversely affect the properties of the steel. Adding too much silicon to the steel will have a negative impact on weldability, ductility and toughness properties.
  • the alloying element is limited to at most 1.5% by weight, more preferably at most 0.9% by weight, to ensure sufficient rolling, and moreover, it is preferably limited to at most 0.5% by weight in order to obtain the To prevent the formation of reddish tinder, which in too large proportions can reduce the adhesion in the composite at the boundary layer between the first and at least the second layer.
  • Si can be used for deoxidizing the steel, if the use of Al is to be avoided, for example, in order to prevent undesired setting z. B. of N to avoid.
  • Mn is an alloying element which contributes to hardenability and is used in particular for setting S to MnS so that a content of at least 0.1 wt.%, In particular at least 0.3 wt.%, Is present. Manganese reduces the critical cooling rate, increasing hardenability.
  • the alloying element is at most 2.5 wt .-%, in particular at most 1.9 wt .-%, to ensure sufficient weldability and a good forming behavior.
  • Mn has a strong segregating effect and is therefore preferably limited to a maximum of 1.5% by weight.
  • Al contributes in particular to the deoxidation, which is why optionally a content of at least 0.01 wt .-%, in particular at least 0.015 wt .-% is set.
  • the alloying element is limited to a maximum of 2.0 wt .-%, in particular a maximum of 1.0 wt .-% to ensure the best possible pourability, preferably at most 0.5 wt .-%, more preferably at most 0, 1 wt .-% in order to substantially reduce and / or avoid undesired precipitations in the material, in particular in the form of non-metallic oxidic inclusions, which may adversely affect the material properties.
  • the content is adjusted between 0.02 and 0.06 wt .-%.
  • AI can also be used to bind the nitrogen present in the steel, so that the optionally added boron can develop its strength-increasing effect.
  • aluminum of more than 1.0% by weight to 2.0% by weight can be alloyed in a targeted manner in order to at least partially compensate for the weight increase of the additional second layer to be applied by reducing the density.
  • Cr also contributes, as alloying element, to the setting of the strength, in particular to the hardenability, with a content in particular of at least 0.05% by weight.
  • Cr can be used alone or in combination with other elements as carbide formers.
  • the Cr content can preferably be adjusted to at least 0.1% by weight, more preferably to at least 0.2% by weight.
  • the alloying element is limited to a maximum of 1.5% by weight, in particular a maximum of 1.2% by weight, preferably a maximum of 1.0% by weight, in order to ensure sufficient weldability.
  • B as an optional alloying element in atomic form, retards the microstructure transformation to ferritin / bainite and improves the hardenability and strength, in particular when N is bound by strong nitride formers such as Al or Nb, and can be used with a content in particular of at least 0.0001% by weight. % to be available.
  • the alloying element is limited to a maximum of 0.01% by weight, in particular to a maximum of 0.005% by weight, since higher contents may adversely affect the material properties, in particular based on the ductility at grain boundaries, and a reduction in hardness and / or Strength would result.
  • Ti, Nb, V and / or W can be alloyed as optional alloying elements singly or in combination for grain refining, moreover, Ti can be used for setting N. Above all, these elements can be used as micro-alloying elements to strengthen keitssteigernde carbides, nitrides and / or carbonitrides to form. To ensure their effectiveness Ti, Nb, V and / or W can be used at levels of at least 0.005 wt .-%. For complete setting of N, the content of Ti should be at least 3.42 * N.
  • the alloying elements are limited in combination to a maximum of 0.2 wt .-%, in particular at most 0, 15 wt .-%, preferably at most 0, 1 wt .-%, since higher contents adversely affect the material properties, in particular adversely on the Toughness of the material.
  • Mo can optionally be added to increase the strength and improve the through-hardenability. Furthermore, Mo has a positive effect on the toughness properties. Mo can be used as a carbide former to increase the yield strength and improve toughness. In order to ensure the effectiveness of these effects, a content of at least 0.1% by weight, preferably at least 0.2% by weight, is required. For reasons of cost, the maximum content is limited to 1% by weight, preferably 0.7% by weight.
  • Cu as an optional alloying element can contribute to a hardness increase at a level of from 0.05% to 0.5% by weight by precipitation hardening.
  • P is an iron companion, which has a strong toughening effect and is one of the undesirable accompanying elements in wear or safety steels. In order to use its strength-increasing effect, it can optionally be alloyed with contents of at least 0.005% by weight. P can lead to strong segregation due to its low diffusion rate during solidification of the melt. For these reasons, the element is set to max. 0, 15 wt .-%, in particular a maximum of 0.06 wt .-%, preferably a maximum of 0.03 wt .-% limited.
  • S has a strong tendency to segregation in steel and forms undesirable FeS, which is why it must be set by Mn.
  • the S content is therefore limited to a maximum of 0.03% by weight, in particular 0.02% by weight, preferably 0.01% by weight, particularly preferably 0.005% by weight.
  • Ca may optionally be added to the melt as a desulfurizing agent and for selective sulphide imparting in amounts of up to 0.015% by weight, preferably up to 0.005% by weight, which leads to an altered plasticity of the sulphides in the hot rolling.
  • the addition of calcium preferably also improves the cold forming behavior. The effects described are effective from 0.0015% by weight, and therefore this limit is chosen to be minimum when Ca is used.
  • Ni which can optionally be alloyed up to a maximum of 5.0% by weight, positively influences the deformability of the material. By reducing the critical cooling rate, nickel also increases through-cure and throughput.
  • a content of at least 0.2 wt .-% is alloyed.
  • Sn, As and / or Co are alloying elements which, individually or in combination, can be counted as impurities if they are not deliberately alloyed to set specific properties.
  • the contents are limited to a maximum of 0.05% by weight of Sn, to a maximum of 0.02% by weight of Co, to a maximum of 0.02% by weight of As.
  • 0 is usually undesirable, but can also be beneficial in the lowest levels in the present invention, since oxide occupations particularly on the interface between the first and at least second layer hinders the diffusion between the deliberately differently alloyed steels, such as in the document DE 10 2016 204 567.9.
  • the maximum content of oxygen is given as 0.005% by weight, preferably 0.002% by weight.
  • the element hydrogen is therefore reduced to a content of not more than 0.001% by weight, in particular not more than 0.0006% by weight, preferably not more than 0.0004% by weight, more preferably not more than 0.0002% by weight.
  • the second layer for forming the at least one-sided functional layer on the first layer consists of a soft, ductile steel, which can be easily and conventionally coated without effort.
  • Steels are alloyed so that in particular nitrogen and carbon are completely bonded by elements such as Ti, Nb, V, W and / or Cr.
  • the second layer consists in addition to Fe and production-related unavoidable impurities in wt .-%
  • Mn 0.05 to 2.5%
  • the optional alloying elements N, Si, Mn, Al, Cr, B, Ti, Nb, V, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni may alternatively also be present as an impurity at lower levels.
  • the second layer is ULC steels in which the maximum carbon content is limited to 0.03 wt%.
  • IF steels are used as the second layer, for which a C content of not more than 0.01% by weight is specified.
  • a maximum content of 0.005 wt .-%, particularly preferably 0.003 wt .-% is preferably set. Due to the process, a minimal content of C can not be economically avoided. Therefore, the lower limit for the C content is given as 0.001 wt%.
  • N also increases the hardenability of the steel as an optional alloying element in dissolved form, but can optionally also be used specifically for nitride or carbonitride formation with Al, B, Ti, Nb, V, W, Cr and / or Mo.
  • nitrogen content is limited to a maximum of 0.01 wt .-%, preferably 0.005 wt .-%. Due to the process, a minimal content of N can not be economically avoided. Therefore, the optional lower limit for the N content is given as 0.001 wt%.
  • Si, Mn, P, Mo, Cr, Cu and Ni are optional alloying elements which can be used in an alternative embodiment of the second layer strength increasing concept of the present invention to reduce the hardness difference between the first and second layers and the durability the second layer z. B. to increase against abrasive wear.
  • optional alloying elements for their use in the second layer a minimum content of
  • the respective maximum contents are determined as follows: 0.7% by weight, preferably 0.5% by weight of Si, in order to avoid negative influences on the surface and coatability.
  • Mn also serves to bind S to MnS.
  • Al can be used optionally for deoxidation, wherein a content of at least 0.005 wt .-%, in particular with 0.01 wt .-% may be present.
  • the content is limited to a maximum of 0.5 wt .-%, in particular at most 0, 1 wt .-%, preferably at most 0.05 wt .-%, so as not to adversely affect the material properties and coatability.
  • B may optionally contribute to hardenability as an alloying element in a less preferred embodiment of the present invention, in particular when N is set and may contain at a content of in particular at least 0.0001 wt .-%, preferably 0.0005 wt .-%, particularly preferably 0 , 0010 wt .-% be present.
  • the alloying element is at most 0.01 wt .-%, in particular to a maximum of 0.005 wt .-%, since higher contents have an adverse effect on the material properties and lead to excessive unwanted hardening of the second layer.
  • Ti, Nb, V, W, Cr and Mo can be alloyed as alloying elements singly or in combination for grain sizeening and / or C and N setting, the use of Ti, Nb and V preferably being preferred for cost reasons becomes.
  • Ti, Nb and / or V can be used at levels of at least 0.001 wt .-%, preferably 0.005 wt .-%, particularly preferably 0.01 wt .-%.
  • the contents of Ti, Nb, V, W, Cr and Mo adjusted so that
  • the alloying elements Ti, Nb, V and W are limited in combination to a maximum of 0.3% by weight, in particular not more than 0.2% by weight Ti + Nb + V + W is limited to a maximum of 0.15% by weight, particularly preferably 0.1% by weight, since higher contents have a disadvantageous effect on the material properties, in particular on the toughness of the material optional alloying elements Cr and Mo have already been given above.
  • S has a strong tendency to segregation in steel and forms undesirable FeS, which is why it must be set by Mn.
  • the S content is therefore limited to a maximum of 0.03% by weight, in particular 0.02% by weight, preferably 0.01% by weight, particularly preferably 0.005% by weight.
  • the melt may optionally be added to the melt as desulfurizing agent and for selective sulphide-influencing in amounts of up to 0.015% by weight, in particular up to 0.005% by weight, which leads to an altered plasticity of the sulphides in the hot rolling.
  • the addition of calcium preferably also improves the cold forming behavior. The described effects are effective from 0.0015% by weight, therefore this limit is chosen as minimum with optional use of Ca.
  • Sn, As and / or Co are alloying elements which, individually or in combination, can be counted as impurities if they are not deliberately alloyed to set specific properties.
  • the contents are limited to a maximum of 0.05% by weight of Sn, to a maximum of 0.02% by weight of As, to a maximum of 0.02% by weight of Co.
  • O is usually undesirable, but can also be beneficial in very low levels in the present invention, since oxide occupations, in particular on the separating layer between the first and second layer hinders the diffusion between the deliberately differently alloyed steels, such as in the document DE 10 2016 204 567.9 described.
  • the maximum content of oxygen is given as 0.005% by weight, preferably 0.002% by weight.
  • H as the smallest atom on interstices in steel, is very flexible and, in particular in ultra-high-strength steels, can cool down from hot rolling to tears in the core to lead.
  • the element hydrogen is therefore reduced to a content of not more than 0.001% by weight, in particular not more than 0.0006% by weight, preferably not more than 0.0004% by weight, more preferably not more than 0.0002% by weight.
  • the second layer in at least one of the coating-critical elements Si, Ni, Cr, Mo and / or Mn has an at least 10% lower alloy content compared to the first layer.
  • All mentioned optional alloying elements can be present in contents below the specified minimum value as impurities without disturbing effect in the second layer of the wear or security steels according to the invention.
  • the hardness of the second layer after the heat treatment is ⁇ 250 HBW, in particular ⁇ 200 HBW, preferably ⁇ 175 HBW, particularly preferably ⁇ 150 HBW.
  • Other steels can be used that meet the above conditions.
  • the alloying elements of the second layer are preferably matched to the alloying elements of the first layer in that in the course of adjusting the hardness and / or toughness of the security steel or wear steel by austenitizing, in particular by heating the composite material to a temperature above the Microstructure transformation temperature (A c3 ) of the first layer is located and by quenching, in particular by abrupt cooling with a cooling rate> 20 K / s, a hardened microstructure of a predominantly martensitic and / or bainitic microstructure in the first layer adjusts, preferably the microstructure transformation temperature (A c3 ) is not exceeded in relation to the second layer, and thereby the influence of the properties of the second layer in the steel material composite is substantially minimized.
  • martensite, tempered martensite and / or bainite (less preferably) is at least 70 area%, especially at least 80 area%, preferably at least 85 area%, more preferably at least 90 area%, more preferably at least 95 area%. Due to the manufacturing process, the formation of the less desirable microstructural constituents ferrite, retained austenite, perlite or cementite can not always be reliably avoided.
  • the second layer is a microstructure, which has at least a portion or more shares of ferrite, bainite, martensite.
  • an optional tempering in particular at a temperature in particular above 200 ° C and below A cl of the first layer for a duration which is dependent on the total material thickness of the security steel or wear steel, stresses within the security steel or wear steel can be reduced and in particular the toughness of Steel material composite improved or increased.
  • the security steel or wear steel comprises a third layer of a steel, which is softer than the first layer and harder than the second layer, and in particular is integrally bonded to the first layer.
  • the third layer may substantially comprise the alloying elements associated with the weight fractions as contained in the first layer, but with the difference that the third layer is at least 0.02 wt% lower than the first layer C content has.
  • the material composite can be given a higher toughness depending on the material thickness of the third layer.
  • the security steel or wear steel comprises two second layers, which are arranged on both sides of the security steel or wear steel and are materially connected to the first layer, and preferably one-sided, particularly preferably one or both sides with a metallic corrosion protection coating and / or organic Coating and / lacquering is provided.
  • the safety steel or wear steel comprises two second layers, which are arranged on both sides of the safety steel, in particular as outer layers, a third layer as a middle layer and two first layers as intermediate layers which respectively between the middle layer and the second layers (outer layers) are arranged, and preferably on one side, more preferably one or both sides with a metallic corrosion protection coating and / or organic coating and / or coating is provided.
  • the second layer of soft steel has a material thickness between 1% and 12%, in particular between 2% and 10%, preferably between 3% and 8%, particularly preferably 3% to 6 % based on the total material thickness of the security steel or wear steel.
  • the safety steel or wear steel is designed as a sandwich, in particular three-layered or five-layered, the information regarding the material thickness of the second layers per side is to be understood.
  • the third layer may have a material thickness between 20% and 60%, in particular between 25% and 50%, preferably between 30% and 45% based on the total material thickness of the safety steel.
  • the total material thickness is between 2.0 and 40.0 mm, in particular between 3.0 and 30.0 mm and preferably between 4.0 and 20.0 mm.
  • the security steel or wear steel is produced by means of plating, in particular roll cladding or by casting.
  • the security steel or wear steel according to the invention is preferably produced by means of hot-roll cladding, as disclosed, for example, in German Patent DE 10 2005 006 606 B3.
  • this takes place completely in plate or sheet form.
  • diffusion processes take place between the first layer and the at least second layer, since in the boundary layer region of the first layer, due to the migration of the carbon from the first layer into the second layer, a kind of edge decarburization takes place in the first layer remaining area of the first layer of ductile area arises. Due to the diffusion processes, a substantially continuous and no leaking Transition of the material properties (hardness / strength) between the first and the second layer.
  • the second layers have in the warm state advantageously a reduced resistance to deformation compared to the first layer due to a higher ductility, so that they deform during hot roll plating respectively hot rolling in the direction of the first layer and thereby in particular production-related defects, such as air pockets between the layers by the rolling assembly can close.
  • the security steel of the present invention may be produced by casting, and a possibility for its production is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication JP-A 03 133 630.
  • the metallic composite material production is generally state of the art.
  • the accelerated cooling takes place in a preferred embodiment, directly after the hot roll plating or hot rolling without prior cooling from the rolling heat.
  • the cooling is ended at a temperature below the martensite start temperature Ms of the first layer, preferably below the martensite finish temperature of Mf of the first layer, more preferably at most 100 ° C. above the room temperature.
  • the curing may also take place as follows: after hot rolling, the material initially cools to temperatures below 500 ° C., in order to avoid undesired effects such as grain growth or coarsening of precipitates.
  • the cooling can take place both in the coil or as a plate in air and by exposure to a cooling medium such as water or oil.
  • a cooling medium such as water or oil.
  • cooling to below 100 ° C. is preferred, more preferably to a temperature close to room temperature.
  • the material composite is at least partially austenitized and heated to a temperature at least above A cl of the first layer. Preference is given to complete austenitization and corresponding heating to at least A c3 of the first layer.
  • the austenitizing temperature is limited to a maximum of 1100 ° C, to avoid unwanted Austenitkorn growth preferably to a maximum (Ac3 + 200 ° C), particularly preferably to a maximum (Ac3 + 100 ° C), wherein A c3 each on the first Situation relates.
  • An austenitization of the composite material to temperatures between the Ac3 temperature of the first layer and the Ac3 temperature of the second layer has proved to be particularly advantageous since this reduces the influence on the microstructure of the second layer when the composite material is cured.
  • the material composite for curing is accelerated to a temperature of less than 500 ° C., preferably less than 300 ° C., more preferably less than 100 ° C.
  • a temperature of less than 500 ° C. preferably less than 300 ° C., more preferably less than 100 ° C.
  • temperature and duration of the tempering treatment depending on the alloy of the first layer and the desired tempering effect can be selected.
  • the methods for tempering treatment correspond to the usual procedures disclosed in the prior art for single-layer materials for an alloy concept which corresponds to the respective first layer of the composite material according to the invention.
  • the material composite can optionally be rolled up into a coil for logistical reasons and then rewound in preparation for the next production step.
  • the safety steel or wear steel has a surface with a surface roughness Ra between 0.5 and 3 ⁇ , in particular between 0.6 and 2 ⁇ , preferably between 0.7 and 1.8 ⁇ , more preferably between 0.9 and 1.6 ⁇ on, where Ra is determined according to DIN EN 10049: 2014-03.
  • a targeted surface roughness can be adjusted by temper rolling or temper rolling, in particular at room temperature after austenitizing and quenching the security steel or wear steel (hardening) and in particular before or after the optional tempering of the security steel or wear steel (tempering).
  • the Nachwalz- or tempering forces are selected such that the first layer or first layers are deformed in the safety steel or wear steel only in the elastic range, wherein the second layer or second layers in the security steel or wear steel, however, are formed by cold deformation and solidified.
  • This can provide a security steel or wear steel with attractive surface texture and quality.
  • the preferred coating of the safety steel or wear steel with a metallic corrosion protection coating preferably takes place after the subsequent rolling or temper rolling.
  • an organic coating and / or coating can also be carried out.
  • the invention relates to the use of a security steel according to the invention for the protection of living beings in vehicles or buildings.
  • a coated safety steel with an attractive surface quality is used.
  • the invention relates to the use of a wear steel according to the invention in construction, agricultural, mining or transport machines, especially in dump trucks.
  • a coated wear steel with an attractive surface quality is used.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a first exemplary embodiment of a safety steel or wear steel
  • Figure 2 shows a schematic section through a second embodiment of a security steel or wear steel
  • FIG. 3 shows a schematic section through a third exemplary embodiment of a security steel or wear steel.
  • Security steels or wear steels according to the invention consist of a multi-layered steel material composite, which is composed essentially of commercially available steels.
  • the production preferably takes place by means of hot-roll plating.
  • the pre-composite is brought to a temperature> 1100 ° C and hot rolled in several steps to form a composite material with a required total material thickness to a strip, plate or sheet-shaped semi-finished product and may optionally be further processed by rolling to obtain a defined surface texture.
  • From the semi-finished boards are usually divided and optionally cut to shape blanks to measure.
  • the blanks / shaped blanks are heated to austenitizing temperature, in particular above A c3 based on the first layer in an oven depending on thickness for> 10 min and heated, which are then quenched to set the desired hardness in the first layer.
  • re-rolling or temper rolling can be used to set a specific surface roughness, in particular on the side of the safety steel or wear steel on which the second layer is arranged. If the second layer is applied only on one side, then the side facing away from the second layer remains substantially unaffected by the rolling or tempering.
  • the safety steel or wear steel can also be tempered (tempering).
  • the security steel or wear steel can be coated on one or both sides with a metallic corrosion protection coating, preferably based on zinc, and / or an organic coating and / or coating.
  • a metallic corrosion protection coating preferably based on zinc, and / or an organic coating and / or coating.
  • the hardened or tempered state in a security steel or wear steel according to the invention from a multi-layer steel composite can also be adjusted continuously on a ribbon-shaped semi-finished product by suitable means, provided the security steel or wear steel according to the invention is coilable.
  • the security steel or wear steel according to the invention is coilable.
  • a continuous coating on the belt is economically feasible.
  • this is only possible with a total material thickness ⁇ 10 mm.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration through a first exemplary embodiment of a security steel or wear steel (1) according to the invention.
  • the safety steel or wear steel (1) according to the invention comprises a first layer (1.1) of a steel having a predominantly martensitic and / or bainitic structure in the hardened or tempered state, having a hardness> 350 HBW, in particular> 400 HBW, preferably> 450 HBW, more preferably> 500 HBW, more preferably> 550 HBW, particularly preferably> 600 HBW, and a second layer (1.2) connected in a materially bonded manner to the first layer (1.1) from a steel which is softer compared to the first layer (1.1), wherein the second layer (1.2) by at least 20%, in particular by at least 50%, lower hardness than the first layer (1.1) in the cured or tempered state.
  • the hardness of the second layer (1.2) is ⁇ 250 HBW, in particular ⁇ 200 HBW, preferably ⁇ 175
  • the first layer (1.1) consists not only of Fe and, due to its production, unavoidable impurities in% by weight
  • the first layer (1.1) preferably forms a very hard and sufficiently tough steel alloy with the trade name "Secure” and a hardness of 600 HBW or "XAR®” and a hardness of 600 HBW in the hardened or tempered state.
  • the second layer (1.2) consists not only of Fe and, due to its production, unavoidable impurities in% by weight
  • the soft steel alloy forms a soft, unalloyed steel with the trade designation "DD14" and a hardness of 105 HBW after the heat treatment of the composite material (hardening or tempering).
  • the material thickness of the second layer (1.2) is for example 10% based on the total material thickness of the security steel or wear steel (1). Since the second layer (1.2) in comparison to the first layer (1.1) of the safety steel (1) or wear steel can be coated easily and without much effort, the safety steel or wear steel (1) has a one-sided corrosion protection coating (1.4) based on zinc, preferably one electrolytic zinc coating with a thickness of for example 8 ⁇ on.
  • the safety steel or wear steel (1) has been supplied to a finish rolling or coating before coating in order to meet in particular the new requirements in terms of surface quality and surface roughness in the safety steels or wear steels. As a result of the subsequent rolling or temper rolling, the second layer (1.2) can be plastically deformed substantially more strongly than the first layer.
  • the safety steel or wear steel (1) preferably has on one side, on the side on which the second layer (1.2) is arranged, a surface roughness Ra between 0.7 and 1.6 ⁇ on.
  • the firing resistance or the wear resistance is essentially ensured by the material thickness of the first layer (1.1) with 90% based on the total material thickness of the security steel or wear steel (1).
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through a second exemplary embodiment of a security steel or wear steel (1) according to the invention.
  • the inventive safety steel or wear steel (1) differs from the first embodiment in that two second layers (1.2), which are arranged on both sides of the safety steel or wear steel (1) and are materially connected to the first layer (1.2) , thus result in a three-layer steel composite, which in this example is coated on both sides with a corrosion protection coating (1.4).
  • the first layer (1.1) forms a very hard steel with the trade mark "Secure” and a hardness of 600 HBW or "XAR®” and a hardness of 600 HBW.
  • second layers (1.2) soft bake hardening steels with the trade name "HX260" and a hardness of 125 HBW can be used after the heat treatment of the composite material (hardening or tempering).
  • the shot resistance or wear resistance is essentially ensured by the material thickness of the first layer (1.1) with 90% based on the total material thickness of the safety steel or wear steel (1).
  • the material thicknesses of the two second layers (1.2) are per side 5% based on the total material thickness of the security steel or wear steel (1).
  • the sandwich design lends additional stability to the safety steel or wear steel (1) and the soft second layer (1.2) on the side exposed to the impact can reduce or eliminate splinters detached by impulse impact, for example in the first layer (1.1) a positive influence on the wear application.
  • the safety steel or wear steel (1) preferably has on both sides a surface roughness R a of between 0.9 and 1.8 ⁇ , which was adjusted by tempering the safety steel or wear steel (1).
  • the safety steel or wear steel (1) was preferably coated on both sides with a metallic corrosion protection coating (1.4) based on zinc by hot dip coating, each with a thickness of 20 ⁇ after the skin pass.
  • a metallic corrosion protection coating 1.4
  • the safety steel or wear steel (1) experienced a tempering treatment, which had degraded advantageous stresses within the steel composite and reduced its hardness by about 100 HBW and the bake hardening property the yield strengths in the second layers (1.2) could be increased, whereby the yield limit difference between the first layer (1.1) and second layers (1.2) could be reduced by about 30 MPa.
  • FIG. 3) shows a schematic sectional illustration through a third exemplary embodiment of a security steel or wear steel (1) according to the invention.
  • the safety steel or wear steel (1) comprises two second layers (1.2), which are arranged on both sides of the safety steel or wear steel (1) as outer layers, a third layer (1.3) as a middle layer and two first layers (1.1) as intermediate layers , which are each arranged between the middle layer (1.3) and the second layers (1.2).
  • the safety steel or wear steel (1) is coated on both sides with a metallic corrosion protection coating (1.4).
  • the first two layers (1.1) are preferably formed from a very hard steel with the trade mark "Secure” and a hardness of 650 HBW or "XAR®” and a hardness of 650 HBW in the hardened or tempered state.
  • the third layer (1.3) is preferably made of a hard and at the same time Compared to the first layer of tougher steel with the trade mark "Secure” and a hardness of 450 HBW or "XAR®” and a hardness of 450 HBW in the hardened or tempered state, the C difference between the first layers (1.1) and the The combination of first layers (1.1) and third layer (1.3) gives the safety steel or wear steel (1) a high hardness with a sufficient toughness Layers (1.1) amount to 30% per side and to the third layer (1.3) 36% relative to the total material thickness of the safety steel or wear steel (1)
  • the second layers (1.2) give the safety steel or Wear steel (1) from a five-pronged steel material composite additional stability and the advantages mentioned in the second embodiment, such as the pulse reduction, wherein they have a material thickness per
  • the safety steel or wear steel (1) is preferably coated on both sides with a zinc-based metallic corrosion protection coating (1.4) with a thickness of 6 ⁇ m in each case, which was applied by electrolytic coating.
  • the safety steel or wear steel (1) may preferably have on both sides a surface roughness Ra between 1, 1 and 1.6 ⁇ .
  • the invention is not limited to the embodiments illustrated in the drawings and to the embodiments in the general description.
  • the individual aforementioned features can also be combined with each other.
  • a metallic corrosion protection coating tion and / or organic coating and / or painting is not mandatory.
  • the security steel or wear steel according to the invention can also be formed from a tailored product, for example a tailored welded blank and / or tailored roiled blank.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) aus einem mehrlagigen Stahlwerkstoffverbund umfassend eine erste Lage (1.1) aus einem Stahl, der im gehärteten oder vergüteten Zustand eine Härte > 350 HBW aufweist, und mindestens eine mit der ersten Lage (1.1) stoffschlüssig verbundene zweite Lage (1.2) aus einem im Vergleich zu der ersten Lage (1.1) weicheren Stahl, wobei die zweite Lage (1.2) eine um mindestens 20% geringere Härte aufweist als die erste Lage (1.1) im gehärteten oder vergüteten Zustand. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Verwendung des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (1).

Description

Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl und Verwendung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl aus einem mehrlagigen Stahlwerkstoffverbund umfassend eine erste Lage und mindestens eine mit der ersten Lage stoffschlüssig verbundene zweite Lage. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Verwendung.
Technischer Hintergrund
Sicherheitsstähle weisen in der Regel eine hohe Härte und dadurch bedingt eine geringe bis mittlere Zähigkeit auf, um einen ausreichenden Widerstand gegen hochdynamische Beanspruchungen (Impact) durch Geschosse, Schrapnelle, Ansprengungen etc. aufzuweisen. Dies ist erforderlich, um die Anforderungen -hoher Eindringwiderstand-, -starke Aufweitung des auftreffenden Geschosses in seinem Durchmesser-, -Minimierung der Eindringtiefe-, -hohe Impuls- und Energieabsorption- sowie -hoher Widerstand gegenüber Rissausbreitung- in idealer Weise miteinander zu kombinieren. Da diese Eigenschaften konträr sind, sind neben monolithischen Werkstoffen auch Werkstoffverbunde bekannt, die im Verbund im Wesentlichen zu gegensätzlichen Eigenschaften vereint werden, um verbesserte Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Härte und Zähigkeit im Werkstoffverbund zu erzielen. Werkstoffverbunde, insbesondere aus unterschiedlichen Stahllegierungen sind im Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 2 123 447 AI . Die bei einem Verschleißstahl erforderliche hohe Härte zielt auf einen ausreichend hohen Widerstand gegen abrasiven Verschleiß ab.
Die bislang bekannten monolithischen Werkstoffe und Werkstoffverbunde zur Anwendung als Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl haben die Gemeinsamkeit, dass die Oberfläche immer hart ist, entweder weist ein monolithischer Werkstoff eine hohe Härte auf oder ein mehrlagiger Werkstoffverbund erreicht seine vorteilhaften Eigenschaften, wenn ein harter Werkstoff als Außenlage fungiert und ein zäher Werkstoff als Kernlage verwendet wird. Die harten Werkstoffe sind aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften in der Regel nicht mit einem Korrosionsschutzüberzug beschichtbar, da sie in der Regel hohe Anteile an für die Be- schichtung ungünstige aber für eine hohe Ansprunghärte erforderlichen Legierungselemente wie zum Beispiel Si, Ni, Cr, Mo und/oder Mn enthalten. Des Weiteren sind Werkstoffe mit einer hohen Härte nicht mit einer ansprechenden Oberflächenqualität herstellbar, da eine gezielte Einstellung der Oberflächenrauheit nicht möglich ist, welche insbesondere nicht den Anforde- rungen im Segment des gepanzerten Fahrzeugbaus genügt. Insbesondere in diesem Segment spielt neben der reinen Funktionalität (ballistischer Schutz) auch die optische Anmutung, insbesondere im Zusammenhang mit anderen, in der Regel beschichteten Bauteilen mit sehr guter Oberflächenqualität, eine zunehmende Rolle. Auch bei Verschleißstählen ist die Oberflächenerscheinung von steigender Relevanz.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl mit im Wesentlichen verbesserten Eigenschaften bereitzustellen, welcher mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug beschichtbar ist und eine gute Oberflächenqualität aufweist, sowie eine entsprechende Verwendung anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl mit den Merkmalen des Patentanspruchs l.
Die Erfinder haben festgestellt, dass durch das Vorsehen mindestens einer zweiten Lage aus einem im Vergleich zu einer ersten Lage weicheren Stahl, wobei die zweite Lage eine um mindestens 20%, insbesondere um mindestens 50%, geringere Härte aufweist als die erste Lage im gehärteten oder vergüteten Zustand, welche stoffschlüssig mit einer ersten Lage aus einem Stahl, der im gehärteten oder vergüteten Zustand eine Härte > 350 HBW, insbesondere > 400 HBW, vorzugsweise > 450 HBW, bevorzugt > 500 HBW, weiter bevorzugt > 550 HBW, besonders bevorzugt > 600 HBW aufweist, verbunden ist, ein mehrlagiger Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl mit verbesserter Beschichtbarkeit und sehr guter Oberflächenqualität bereitgestellt werden kann. Die Härte der zweiten Lage beträgt < 250 HBW, insbesondere < 200 HBW, vorzugsweise < 175 HBW, besonders bevorzugt < 150 HBW. Der erfindungsgemäße Werkstoffverbund (Sicherheitsstahl, Verschleißstahl) wird vor seinem bestimmungsgemäßen Einsatz einer Wärmebehandlung zwecks Härten oder Vergüten unterzogen, wobei die Wärmebehandlung auf die erste Lage abgestimmt ist. Die Härte der zweiten Lage wird bevorzugt im Zustand nach dieser Wärmbehandlung bestimmt. Zur Verbesserung der Beschichtbarkeit weist die zweite Lage in mindestens einem der beschichtungskritischen Elemente Si, Ni, Cr, Mo und/oder Mn einen um mindestens 10 % niedrigeren Legierungsgehalt im Vergleich zur ersten Lage auf.
HBW entspricht der Brinellhärte und wird gemäß DIN EN ISO 6506-1 ermittelt. Was die Fachwelt unter„Härten" und„Vergüten" versteht, ist in der DIN EN 10052: 1993 geregelt. Die zweite Lage fungiert erfindungsgemäß lediglich als Beschichtungshilfe und erfüllt bei der späteren Anwendung bzw. Einsatz, insbesondere wenn sie auf der hochdynamisch beanspruchten Seite angeordnet ist, welche im Wesentlichen auch der Sichtseite entspricht, mit einer verglichen zur ersten Lage vernachlässigbaren Schutzwirkung. Ein weicher Stahl ist für die betrachtete Anwendung bzw. Einsatz prinzipiell nicht geeignet, da die geforderten Funktionseigenschaften, wie beispielsweise -hoher Eindringwiderstand-, -starke Aufweitung des auftreffenden Geschosses in seinem Durchmesser-, -Minimierung der Eindringtiefe-, -hohe Impuls- und Energieabsorption- sowie -hoher Widerstand gegenüber Rissausbreitung- und insbesondere eine hohe Härte nicht erreicht werden können. Sowohl bei einer Verschleiß- wie auch bei einer Impactbelastung, z. B. durch Beschuss oder Ansprengung wird der weichere Stahl im Wesentlichen penetriert, ohne Widerstand zu leisten. Ein erfindungsgemäßer Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl muss eine erste Lage aufweisen, deren Dicke einem vergleichbaren monolithischen Stahl entspricht, um einen vergleichbaren Beschusswiderstand bzw. um eine vergleichbare Standfestigkeit im Verschleißeinsatz zu gewährleisten. Der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl wird für die gleiche Anwendung mit einer geringfügig größeren Dicke als ein vergleichbarer monolithischer Stahl ausgelegt, da die zweite Lage funktional für die Anwendung zu vernachlässigen ist. Insbesondere wird die Beschichtungsnei- gung maßgeblich durch die Eigenschaften an der Oberfläche des Sicherheitsstahls bestimmt, die erfindungsgemäß durch die zweite Lage als funktionale Schicht bereitgestellt werden.
Der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl umfasst in der einfachsten Ausführung nur eine erste Lage mit einer einseitig stoffschlüssig verbundenen zweiten Lage. Der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl ist bevorzugt mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug, insbesondere auf Zinkbasis beschichtet. Der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl kann je nach Ausführung ein- oder beidseitig mit einem elektrolytischen Zinküberzug beschichtet sein. Das Durchführen einer elektrolytischen Beschichtung hat den Vorteil, dass die Eigenschaften insbesondere der ersten Lage nicht negativ insbesondere durch thermische Einflüsse verändert werden. Alternativ kann der Korrosionsschutzüberzug auch durch ein Schmelztauchbeschichten aufgebracht werden, wobei die beim Schmelztauchbeschichten notwendige Erwärmung des Sicherheitsstahls, die in der Regel bei Temperaturen zwischen 450 und 550°C liegt, ein gesondertes Anlassen in einem Prozessschritt übernehmen bzw. ersetzen kann (Vergüten). Alternativ oder Zusätzlich kann Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl ein- oder beidseitig mit einer organischen Beschichtung und/oder Lackierung versehen sein.
Der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl kann als band-, platten- oder blechförmiges Halbzeug ausgeführt sein bzw. der weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Erfindungsgemäß besteht die erste Lage neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren
Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0, 1 bis 0,6 %,
optional N: 0,003 bis 0,01 %
optional Si: 0,05 bis 1,5 %,
Mn: 0, 1 bis 2,5 %,
optional AI: 0,01 bis 2,0 %,
Cr: 0,05 bis 1,5 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und W: in Summe von 0,005 bis 0,2 %, optional Mo: 0, 1 bis 1,0 %,
optional Cu: von 0,05 bis 0,5 %,
optional P: von 0,005 bis 0, 15 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
optional Ni: von 0, 1 bis 5,0 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
O: bis 0,005 %,
H: bis 0,001 %,
wobei die als optional angegebenen Legierungselemente N, Si, AI, Cr, B, Ti, Nb, V, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni alternativ auch als Verunreinigung in geringeren Gehalten vorliegen können.
C ist ein festigkeitssteigerndes Legierungselement und trägt mit zunehmendem Gehalt zur Härtesteigerung bei, indem es entweder als interstitielles Atom im Austenit gelöst vorliegt und bei der Abkühlung zur Bildung härteren Martensits beiträgt oder mit Fe, Cr, Ti, Nb, V oder W Karbide bildet, die einerseits härter als die umgebende Matrix sein können oder diese zumindest so verzerren können, dass die Härte der Matrix steigt. C ist daher mit Gehalten von mindestens 0, 1 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0, 15 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,2 Gew.-% vorhanden, um die gewünschte Härte zu erreichen bzw. einzustellen. Mit höherer Härte nimmt auch die Sprödigkeit zu, so dass der Gehalt auf maximal 0,6 Gew.-%, insbesondere maximal 0,55 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 0,45 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0,4 Gew.-% beschränkt ist, um die Werkstoffeigenschaften, insbesondere die Duktilität, nicht negativ zu beeinflussen und eine ausreichende Schweißbarkeit sicherzustellen.
N kann als Legierungselement, optional mit einem Mindestgehalt von 0,003 Gew.-% mit ähnlicher Wirkung wie C eingesetzt werden, denn seine Fähigkeit zur Nitridbildung wirkt sich positiv auf die Festigkeit aus. Bei Anwesenheit von AI bilden sich Aluminiumnitride, die die Keimbildung verbessern und das Kornwachstum behindern. Zudem erhöht Stickstoff die Härte des gebildeten Martensits bei der Härtung. Der Stickstoffgehalt für die Schmelzenanalyse ist auf < 0,01 Gew.-% begrenzt. Bevorzugt wird ein maximaler Gehalt von 0,008 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,006 Gew.-% um die unerwünschte Bildung grober Titannitride zu vermeiden, die sich negativ auf die Zähigkeit auswirken würden. Zudem wird bei Einsatz des optionalen Legierungselements Bor dieses von Stickstoff abgebunden, falls der Aluminium- oder Titangehalt nicht hoch genug ist.
Si ist ein Legierungselement, das zur Mischkristallhärtung beiträgt und wirkt sich je nach Gehalt positiv in einer Härtesteigerung aus, so dass optional ein Gehalt von mindestens 0,05 Gew.-% vorhanden ist. Bei geringeren Gehalten ist eine Wirksamkeit von Si nicht klar nachweisbar, Si wirkt aber auch nicht negativ auf die Eigenschaften des Stahls aus. Wird dem Stahl zu viel Silizium zugegeben, hat dies einen negativen Einfluss auf die Schweißbarkeit, das Verformungsvermögen und die Zähigkeitseigenschaften. Daher ist das Legierungselement ist auf maximal 1,5 Gew.-%, insbesondere maximal 0,9 Gew.-% beschränkt, um eine ausreichende Walzbarkeit sicherzustellen, und wird darüber hinaus vorzugsweise auf maximal 0,5 Gew.-% beschränkt, um die Bildung von Rotzunder sicher zu vermeiden, welcher in zu großen Anteilen die Haftung im Verbund an der Grenzschicht zwischen der ersten und mindestens zweiten Lage verringern kann. Zudem kann Si zur Desoxidation des Stahls verwendet werden, falls der Einsatz von AI beispielsweise vermieden werden soll, um eine unerwünschte Abbin- dung z. B. von N zu vermeiden.
Mn ist ein Legierungselement, das zur Härtbarkeit beiträgt, und wird insbesondere zum Abbinden von S zu MnS eingesetzt, so dass ein Gehalt von mindestens 0, 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,3 Gew.-% vorhanden ist. Mangan setzt die kritische Abkühlgeschwindigkeit herab, wodurch die Härtbarkeit erhöht wird. Das Legierungselement ist auf maximal 2,5 Gew.-%, insbesondere maximal 1,9 Gew.-%, um eine ausreichende Schweißbarkeit und ein gutes Umformverhalten sicherzustellen. Zudem wirkt Mn stark seigernd und ist daher vorzugsweise maximal 1,5 Gew.-% beschränkt. AI trägt insbesondere zur Desoxidation bei, weshalb optional ein Gehalt von mindestens 0,01 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,015 Gew.-% eingestellt wird. Das Legierungselement ist auf maximal 2,0 Gew.-%, insbesondere maximal 1,0 Gew.-% zur Gewährleistung einer möglichst guten Vergießbarkeit, vorzugsweise maximal 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 0, 1 Gew.-% beschränkt, um unerwünschte Ausscheidungen im Werkstoff insbesondere in Form von nichtmetallischen oxidischen Einschlüssen im Wesentlichen zu reduzieren und/oder zu vermeiden, welche die Werkstoffeigenschaften negativ beeinflussen können. Beispielsweise ist der Gehalt zwischen 0,02 und 0,06 Gew.-% eingestellt. AI kann auch dafür eingesetzt werden, den im Stahl vorhandenen Stickstoff abzubinden, so dass das optional zulegierte Bor seine festigkeitssteigernde Wirkung entfalten kann. In alternativen Ausführungen der Erfindung kann Aluminium von über 1,0 Gew.-% bis 2,0 Gew.-% gezielt legiert werden, um durch Dichtereduktion die Gewichtszunahme der zusätzlich aufzubringenden zweiten Lage zumindest teilweise zu kompensieren.
Cr trägt als Legierungselement je nach Gehalt auch zur Einstellung der Festigkeit, insbesondere positiv zur Härtbarkeit bei, mit einem Gehalt insbesondere von mindestens 0,05 Gew.-%. Zudem kann Cr allein oder in Kombination mit anderen Elementen als Karbidbildner eingesetzt werden. Wegen der positiven Wirkung auf die Zähigkeit des Materials kann der Cr-Anteil bevorzugt auf mindestens 0, 1 Gew.-%, besonders bevorzugt auf mindestens 0,2 Gew.-% eingestellt werden. Das Legierungselement ist aus wirtschaftlichen Gründen auf maximal 1,5 Gew.- %, insbesondere maximal 1,2 Gew.-%, vorzugsweise maximal 1,0 Gew.-% beschränkt, um eine ausreichende Schweißbarkeit sicherzustellen.
B kann als optionales Legierungselement in atomarer Form die Gefügeumwandlung zu Fer- rit/Bainit verzögern und die Härtbarkeit und Festigkeit verbessern, insbesondere wenn N durch starke Nitridbildner wie AI oder Nb abgebunden wird und kann mit einem Gehalt insbesondere von mindestens 0,0001 Gew.-% vorhanden sein. Das Legierungselement ist auf maximal 0,01 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,005 Gew.-% beschränkt, da höhere Gehalte sich nachteilig auf die Werkstoffeigenschaften, insbesondere bezogen auf die Duktilität an Korngrenzen, auswirken können und eine Reduzierung der Härte und/oder Festigkeit zur Folge hätte.
Ti, Nb, V und/oder W können als optionale Legierungselemente einzeln oder in Kombination zur Kornfeinung zulegiert werden, zudem kann Ti zur Abbindung von N verwendet werden. Vor allem aber können diese Elemente als Mikrolegierungselemente eingesetzt werden, um festig- keitssteigernde Carbide, Nitride und/oder Carbonitride zu bilden. Zur Gewährleistung ihrer Wirksamkeit können Ti, Nb, V und/oder W mit Gehalten von mindestens 0,005 Gew.-% eingesetzt werden. Zur vollständigen Abbindung von N wäre der Gehalt an Ti mit mindestens 3,42*N vorzusehen. Die Legierungselemente sind in Kombination auf maximal 0,2 Gew.-%, insbesondere maximal 0, 15 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0, 1 Gew.-% beschränkt, da höhere Gehalte sich nachteilig auf die Werkstoffeigenschaften, insbesondere sich negativ auf die Zähigkeit des Werkstoffs auswirken.
Mo kann optional zur Erhöhung der Festigkeit und Verbesserung der Durchhärtbarkeit zulegiert werden. Des Weiteren wirkt sich Mo positiv auf die Zähigkeitseigenschaften aus. Mo kann als Karbidbildner zur Erhöhung der Streckgrenze und Verbesserung der Zähigkeit eingesetzt werden. Um die Wirksamkeit dieser Effekte zu gewährleisten, ist ein Gehalt von mindestens 0, 1 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,2 Gew.-% erforderlich. Aus Kostengründen wird der Maximalgehalt auf 1 Gew.-%, bevorzugt 0,7 Gew.-% beschränkt.
Cu als optionales Legierungselement kann mit einem Gehalt von 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% durch Ausscheidungshärtung zu einer Härtesteigerung beitragen.
P ist ein Eisenbegleiter, der sich stark zähigkeitsmindernd auswirkt und in Verschleiß- oder Sicherheitsstählen zu den unerwünschten Begleitelementen zählt. Um seine festigkeitsstei- gernde Wirkung zu nutzen, kann es optional mit Gehalten von mindestens 0,005 Gew.-% zulegiert werden. P kann aufgrund seiner geringen Diffusionsgeschwindigkeit beim Erstarren der Schmelze zu starken Seigerungen führen. Aus diesen genannten Gründen wird das Element auf max. 0, 15 Gew.-%, insbesondere maximal 0,06 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,03 Gew.-% begrenzt.
S weist im Stahl eine starke Neigung zur Seigerung auf und bildet unerwünschtes FeS, weswegen es durch Mn abgebunden werden muss. Der S-Gehalt wird daher auf maximal 0,03 Gew.-%, insbesondere 0,02 Gew.-%, bevorzugt 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,005 Gew.-% eingeschränkt.
Ca kann optional der Schmelze als Entschwefelungsmittel und zur gezielten Sulfidbeeinflussung in Gehalten von bis zu 0,015 Gew.-%, bevorzugt bis zu 0,005 Gew.-% hinzugegeben werden, was zu einer veränderten Plastizität der Sulfide bei der Warmwalzung führt. Darüber hinaus wird durch die Kalziumzugabe bevorzugt auch das Kaltumformverhalten verbessert. Die beschriebenen Effekte sind ab Gehalten von 0,0015 Gew.-% wirksam, weswegen diese Grenze bei Einsatz von Ca als Minimum gewählt wird.
Ni, welches optional bis zu maximal 5,0 Gew.-% zulegiert werden kann, beeinflusst positiv die Verformbarkeit des Materials. Durch eine Verringerung der kritischen Abkühlgeschwindigkeit erhöht Nickel darüber hinaus die Durchhärtung und Durchvergütung. Aus Kostengründen werden bevorzugt Gehalte von maximal 1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 1,0 Gew.- % eingestellt. Die beschriebenen Effekte treten ab Gehalten von 0, 1 Gew.-% auf. Bevorzugt wird ein Gehalt von mindestens 0,2 Gew.-% zulegiert.
Sn, As und/oder Co sind Legierungselemente, die einzeln oder in Kombination, wenn sie nicht gezielt zur Einstellung spezieller Eigenschaften zulegiert werden, zu den Verunreinigungen gezählt werden können. Die Gehalte sind beschränkt auf maximal 0,05 Gew.-% Sn, auf maximal 0,02 Gew.-% Co, auf maximal 0,02 Gew.-% As.
0 ist üblicher Weise unerwünscht, kann in geringsten Gehalten in der vorliegenden Erfindung jedoch auch förderlich sein, da Oxidbelegungen insbesondere auf der Trennschicht zwischen der ersten und mindestens zweiten Lage die Diffusion zwischen den bewusst unterschiedlich legierten Stählen behindert, wie beispielsweise in dem Dokument DE 10 2016 204 567.9 beschrieben. Der Maximalgehalt für Sauerstoff wird mit 0,005 Gew.-%, bevorzugt 0,002 Gew.-% angegeben.
H ist als kleinstes Atom auf Zwischengitterplätzen im Stahl sehr beweglich und kann insbesondere in höchstfesten Stählen beim Abkühlen von der Warmwalzung zu Aufreißungen im Kern führen. Das Element Wasserstoff wird daher auf einen Gehalt von maximal 0,001 Gew.-%, insbesondere maximal 0,0006 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,0004 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 0,0002 Gew.-% reduziert.
Als beispielhafte Vertreter für die erste Lage des erfindungsgemäßen Verschleißstahls können handelsübliche Stähle verwendet werden, die beispielsweise von der Anmelderin unter der Handelsbezeichnung „XAR®" vertrieben werden, insbesondere XAR® 400, 450, 500, 600 und 650. Als beispielhafte Vertreter für die erste Lage des erfindungsgemäßen Sicherheitsstahls können handelsübliche Stähle verwendet werden, die beispielsweise von der Anmelderin unter der Handelsbezeichnung„SECURE" vertrieben werden, insbesondere SECURE 400, 450, 500, 600 und 650. Auch andere Stahllegierungen können eingesetzt werden, die die oben genannten Bedingungen erfüllen.
Die zweite Lage zur Bildung der zumindest einseitigen funktionalen Schicht auf der ersten Lage besteht aus einem weichen, duktilen Stahl, der ohne Aufwand einfach und konventionell beschichtet werden kann. Als geeignete Stähle für die erfindungsgemäßen Verschleiß- und Sicherheitsstähle haben sich insbesondere mikrolegierte Stähle, sowie bevorzugt weiche Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt (ULC =„ultra-low-carbon "-Stähle) und besonders bevorzugt IF-Stähle erwiesen. IF („interstitial free")-Stähle werden so legiert, dass insbesondere Stickstoff und Kohlenstoff vollständig durch Elemente wie Ti, Nb, V, W und/oder Cr abgebunden sind. Die zweite Lage besteht neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0,001 bis 0, 15 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %,
optional Si: 0,03 bis 0,7 %,
optional Mn: 0,05 bis 2,5 %,
optional P: 0,005 bis 0, 1 %,
optional Mo: 0,05 bis 0,45 %,
optional Cr: 0, 1 bis 0,75 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,75 %,
optional Ni: 0,05 bis 0,5 %,
optional AI: 0,005 bis 0,5 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und W: 0,001 bis 0,3 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
H: bis 0,001 %,
0: bis 0,005 %,
wobei die als optional angegebenen Legierungselemente N, Si, Mn, AI, Cr, B, Ti, Nb, V, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni alternativ auch als Verunreinigung in geringeren Gehalten vorliegen können. Zur Erhöhung der Duktilität und Verringerung der Härtbarkeit der Decklage ist C als Legierungselement auf maximal 0, 15 Gew.-%, insbesondere maximal 0, 10 Gew.-% , vorzugsweise maximal 0,06 Gew.-% beschränkt. In einer bevorzugten Ausführung handelt es sich bei der zweite Lage um ULC-Stähle, bei denen der maximale Kohlenstoffgehalt auf 0,03 Gew.-% beschränkt wird. In einer besonders bevorzugten Ausführung werden IF-Stähle als zweite Lage eingesetzt, für die ein C-Gehalt von maximal 0,01 Gew.-% vorgegeben wird. Um die in IF- Stählen erforderliche vollständige Abbindung von C durch Ti, Nb, V, W, Cr und/oder Mo zu gewährleisten, ohne zu hohe Gehalte von Ti, Nb, V, W, Cr und/oder Mo einstellen zu müssen, wird bevorzugt ein Maximalgehalt von 0,005 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,003 Gew.-% eingestellt. Prozessbedingt ist ein minimaler Gehalt an C nicht wirtschaftlich zu vermeiden. Daher wird die Untergrenze für den C-Gehalt mit 0,001 Gew.-% angegeben.
N erhöht als optionales Legierungselement in gelöster Form ebenfalls die Härtbarkeit des Stahls, kann aber optional auch gezielt zur Nitrid- bzw. Carbonitridbildung mit AI, B, Ti, Nb, V, W, Cr und/oder Mo verwendet werden. Um eine zu starke Erhöhung der Aufhärtung der Decklage im Fertigungsprozess sowie die Versprödung der Decklage zu vermeiden, wird Stickstoffgehalt auf maximal 0,01 Gew.-%, bevorzugt 0,005 Gew.-% beschränkt. Prozessbedingt ist ein minimaler Gehalt an N nicht wirtschaftlich zu vermeiden. Daher wird die optionale Untergrenze für den N-Gehalt mit 0,001 Gew.-% angegeben.
Si, Mn, P, Mo, Cr, Cu und Ni sind optionale Legierungselemente, die in einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Konzeptes zur Erhöhung der Festigkeit der zweiten Lage eingesetzt werden können, um die Härtedifferenz zwischen der ersten und zweiten Lage zu verringern und die Beständigkeit der zweiten Lage z. B. gegen abrasiven Verschleiß zu erhöhen. Um die jeweilige Wirksamkeit der genannten optionalen Legierungselemente zu gewährleisten, wird für deren Einsatz in der zweiten Lage ein Mindestgehalt von
• 0,03, bevorzugt 0, 1, besonders bevorzugt 0,3 Gew.-% Si
• 0,05, bevorzugt 0,2 Gew.-% Mn
• 0,005 Gew.-% P
• 0,05 Gew.-% Mo
• 0, l Gew.-% Cr
• 0,05 Gew.-%, bevorzugt 0,2 Gew.-% Cu
• 0,05 Gew.-%, bevorzugt 0, 10 Gew.-% Ni
festgelegt. Die jeweiligen Maximalgehalte werden wie folgt festgelegt: • 0,7 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% Si, um negative Einflüsse auf die Oberfläche und Beschichtbarkeit zu vermeiden.
• 2,5 Gew.-%, bevorzugt 1,5 Gew.-% Mn, um die Festigkeit nicht zu stark zu erhöhen und unerwünschte Effekte durch Mn-Seigerungen und um negative Einflüsse auf die Beschichtbarkeit zu vermeiden.
• 0, 1 Gew.-%, bevorzugt 0,05 Gew.-% P, um die Duktilität der Decklage nicht zu stark zu verringern.
• 0,45 Gew.-%, bevorzugt 0, 15 Gew.-% Mo; 0,75 Gew.-%, bevorzugt 0,40 Gew.-% Cu;
0,75 Gew.-%, bevorzugt 0,25 Gew.-%, besonders bevorzugt 0, 15 Gew.-% Cr; 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,3 Gew.-% Ni, jeweils aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten sowie um die Schweißbarkeit der Decklage sowie die Beschichtbarkeit nicht zu stark negativ zu beeinflussen.
Mn dient zudem zum Abbinden von S zu MnS.
AI kann optional zur Desoxidation eingesetzt werden, wobei ein Gehalt von mindestens 0,005 Gew.-%, insbesondere mit 0,01 Gew.-% vorhanden sein kann. Der Gehalt ist auf maximal 0,5 Gew.-%, insbesondere maximal 0, 1 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,05 Gew.-% beschränkt, um die Werkstoffeigenschaften und die Beschichtbarkeit nicht negativ zu beeinflussen.
B kann optional in einer weniger bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Legierungselement zur Härtbarkeit beitragen, insbesondere wenn N abgebunden wird und kann mit einem Gehalt insbesondere von mindestens 0,0001 Gew.-%, bevorzugt 0,0005 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,0010 Gew.-% vorhanden sein. Das Legierungselement ist auf maximal 0,01 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,005 Gew.-%, da höhere Gehalte sich nachteilig auf die Werkstoffeigenschaften auswirken und zu einer zu starken unerwünschte Aufhärtung der zweiten Lage führen.
Ti, Nb, V, W, Cr und Mo können als Legierungselemente einzeln oder in Kombination zur Korn- feinung und/oder C- und N-Abbindung zulegiert werden, wobei der Einsatz von Ti, Nb und V aus Kostengründen für die genannten Zwecke bevorzugt wird. Ti, Nb und/oder V können mit Gehalten von mindestens 0,001 Gew.-%, bevorzugt 0,005 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 Gew.-% eingesetzt werden. Zur vollständigen Abbindung von C und N werden in der be- vorzugten Ausführung auf Grund der Stöchiometrie die Gehalte von Ti, Nb, V, W, Cr und Mo so eingestellt, dass gilt:
(Ti / 47,9 + Nb / 92,9 + V / 50,9 + W / 183,8 + Cr / (52 * 1,5) + Mo / (95,95 *2) / (C / 12 + N / 14) > 1,0. Die Legierungselemente Ti, Nb, V und W sind aus wirtschaftlichen Gründen in Kombination auf maximal 0,3 Gew.-%, insbesondere maximal 0,2 Gew.-% eingeschränkt. Bevorzugt wird der Gehalt von Ti + Nb + V + W auf maximal 0, 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0, 1 Gew.-% beschränkt, da höhere Gehalte sich nachteilig auf die Werkstoffeigenschaften, insbesondere sich negativ auf die Zähigkeit des Werkstoffs auswirken. Die erfindungsgemäßen Maximalgehalte der optionalen Legierungselemente Cr und Mo wurden oben bereits angegeben.
S weist im Stahl eine starke Neigung zur Seigerung auf und bildet unerwünschtes FeS, weswegen es durch Mn abgebunden werden muss. Der S-Gehalt wird daher auf maximal 0,03 Gew.-%, insbesondere 0,02 Gew.-%, bevorzugt 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,005 Gew.-% eingeschränkt.
Ca kann der Schmelze optional als Entschwefelungsmittel und zur gezielten Sulfidbeeinflussung in Gehalten von bis zu 0,015 Gew.-%, insbesondere bis zu 0,005 Gew.-% hinzugegeben werden, was zu einer veränderten Plastizität der Sulfide bei der Warmwalzung führt. Darüber hinaus wird durch die Kalziumzugabe bevorzugt auch das Kaltumformverhalten verbessert. Die beschriebenen Effekte sind ab Gehalten von 0,0015 Gew.-% wirksam, weswegen diese Grenze bei optionalem Einsatz von Ca als Minimum gewählt wird.
Sn, As und/oder Co sind Legierungselemente, die einzeln oder in Kombination, wenn sie nicht gezielt zur Einstellung spezieller Eigenschaften zulegiert werden, zu den Verunreinigungen gezählt werden können. Die Gehalte sind beschränkt auf maximal 0,05 Gew.-% Sn, auf maximal 0,02 Gew.-% As, auf maximal 0,02 Gew.-% Co.
O ist üblicher Weise unerwünscht, kann in geringsten Gehalten in der vorliegenden Erfindung jedoch auch förderlich sein, da Oxidbelegungen insbesondere auf der Trennschicht zwischen der ersten und zweiten Lage die Diffusion zwischen den bewusst unterschiedlich legierten Stählen behindert, wie beispielsweise in dem Dokument DE 10 2016 204 567.9 beschrieben. Der Maximalgehalt für Sauerstoff wird mit 0,005 Gew.-%, bevorzugt 0,002 Gew.-% angegeben.
H ist als kleinstes Atom auf Zwischengitterplätzen im Stahl sehr beweglich und kann insbesondere in höchstfesten Stählen beim Abkühlen von der Warmwalzung zu Aufreißungen im Kern führen. Das Element Wasserstoff wird daher auf einen Gehalt von maximal 0,001 Gew.-%, insbesondere maximal 0,0006 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,0004 Gew.-%, weiter bevorzugt maximal 0,0002 Gew.-% reduziert.
Zur Verbesserung der Beschichtbarkeit weist die zweite Lage in mindestens einem der be- schichtungskritischen Elemente Si, Ni, Cr, Mo und/oder Mn einen um mindestens 10 % niedrigeren Legierungsgehalt im Vergleich zur ersten Lage auf.
Alle genannten optionalen Legierungselemente können in Gehalten unter dem angegebenen Minimalwert als Verunreinigungen ohne störende Wirkung in der zweiten Lage der erfindungsgemäßen Verschleiß- oder Sicherheitsstähle vorliegen.
Als beispielhafte Vertreter für die zweite Lage sowohl des erfindungsgemäßen Verschleißstahls wie auch des erfindungsgemäßen Sicherheitsstahls können handelsübliche unlegierte Stähle, niedrig legierte Stähle, mikrolegierte Stähle oder IF- Stähle verwendet werden. Die Härte der zweiten Lage nach der Wärmebehandlung (Härten oder Vergüten des Werkstoffverbundes) beträgt < 250 HBW, insbesondere < 200 HBW, vorzugsweise < 175 HBW, besonders bevorzugt < 150 HBW. Auch andere Stähle können eingesetzt werden, die die oben genannten Bedingungen erfüllen.
Die Legierungselemente der zweiten Lage sind vorzugsweise derart auf die Legierungselemente der ersten Lage abgestimmt, dass die bei der im Zuge zur Einstellung der Härte und/oder der Zähigkeit des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls durch Austenitisieren, insbesondere durch Erwärmung des Werkstoffverbundes auf eine Temperatur, die oberhalb der Gefügeumwandlungstemperatur (Ac3) der ersten Lage liegt und durch Abschrecken, insbesondere durch schroffes Abkühlen mit einer Abkühlrate > 20 K/s, sich eine Härtegefügestruktur aus einer überwiegend martensitischen und/oder bainitischen Gefügestruktur in der ersten Lage einstellt, wobei bevorzugt die Gefügeumwandlungstemperatur (Ac3) in Bezug auf die zweite Lage nicht überschritten wird und dadurch die Beeinflussung der Eigenschaften der zweiten Lage im Stahlwerkstoffverbund im Wesentlichen minimiert wird. In der ersten Lage liegt Martensit, angelassener Martensit und/oder Bainit (weniger bevorzugt) mit mindestens 70 Flächen-%, insbesondere mindestens 80 Flächen-%, vorzugsweise mindestens 85 Flä- chen-%, weiter bevorzugt mindestens 90 Flächen-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Flächen-% vor. Herstellungsbedingt kann das Entstehen der weniger erwünschten Gefügebestandteile Ferrit, Restaustenit, Perlit oder Zementit nicht immer sicher vermieden werden. In der zweiten Lage stellt sich eine Gefügestruktur ein, welche mindestens einen Anteil oder mehrere Anteile an Ferrit, Bainit, Martensit aufweist. Bevorzugt ist dabei eine Mikrostruktur der zweiten Lage, deren Gehalt an Martensit um mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 50%, geringer ist als in der ersten Lage, während der Gehalt an Ferrit mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 100%, höher ist als in der ersten Lage. Durch ein optionales Anlassen insbesondere bei einer Temperatur insbesondere oberhalb von 200°C und unterhalb von Acl der ersten Lage für eine Dauer, die abhängig von der Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls ist, können Spannungen innerhalb des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls abgebaut und insbesondere die Zähigkeit des Stahlwerkstoffverbundes verbessert bzw. erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl eine dritte Lage aus einem Stahl, welcher weicher als die erste Lage und härter als die zweite Lage ist, und insbesondere stoffschlüssig mit der ersten Lage verbunden ist. Die dritte Lage kann im Wesentlichen die Legierungselemente in Verbindung mit den Gewichtsanteilen, wie sie in der ersten Lage enthalten sind, aufweisen, jedoch mit dem Unterschied, dass die dritte Lage einen im Vergleich zur ersten Lage um mindestens 0,02 Gew.-% geringeren C-Gehalt aufweist. Dadurch kann dem Werkstoffverbund in Abhängigkeit von der Materialdicke der dritten Lage eine höhere Zähigkeit verliehen werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl zwei zweite Lagen, welche auf beiden Seiten des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls angeordnet sind und stoffschlüssig mit der ersten Lage verbunden sind, und vorzugsweise einseitig, besonders bevorzugt ein- oder beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug und/oder organischen Beschichtung und/Lackierung versehen ist.
Gemäß einer alternativen Ausführung umfasst der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl zwei zweite Lagen, die auf beiden Seiten des Sicherheitsstahls, insbesondere als Außenlagen angeordnet sind, eine dritte Lage als Mittellage und zwei erste Lagen als Zwischenlagen, welche jeweils zwischen der Mittellage und den zweiten Lagen (Außenlagen) angeordnet sind, und vorzugsweise einseitig, besonders bevorzugt ein- oder beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug und/oder organischen Beschichtung und/oder Lackierung versehen ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls weist die zweite Lage aus dem weichen Stahl eine Materialdicke zwischen 1 % und 12 %, insbesondere zwischen 2 % und 10 %, vorzugsweise zwischen 3 % und 8 %, besonders bevorzugt 3 % bis 6 % bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls auf. Ist der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl als Sandwich, insbesondere dreilagig oder fünflagig, ausgeführt, sind die Angaben bezüglich der Materialdicke der zweiten Lagen pro Seite zu verstehen. Falls eine dritte Lage aus einem Stahl, welcher weicher als die erste Lage und härter als die zweite Lage ist, vorhanden ist, kann die dritte Lage eine Materialdicke zwischen 20 % und 60 %, insbesondere zwischen 25 % und 50 %, vorzugsweise zwischen 30 % und 45 % bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls aufweisen. Die Gesamtmaterialdicke beträgt zwischen 2,0 und 40,0 mm, insbesondere zwischen 3,0 und 30,0 mm und vorzugsweise zwischen 4,0 und 20,0 mm. Überraschend hat sich bei der Sandwich-Ausführung gezeigt, dass insbesondere auf der der Impact-belasteten Seite abgewandten Seite die weiche zweite Lage die Wirkung von abgelösten Teilchen, Splitter bzw. Bestandteilen der ersten Lage und/oder dritten Lage ausgelöst durch den starken Impuls auf der Impact-belasteten Seite abmindern und darüber hinaus eine zusätzliche Stabilität durch vergleichbare Randbedingen auf beiden Seiten bringen kann. Überraschend hat sich weiter für den Verschleißstahl in der Sandwich-Ausführung gezeigt, dass der Verschleiß des erfindungsgemäßen Verschleißstahls gegenüber einem monolithischen Verschleißstahl bei ganz oder teilweise prallender Belastung deutlich verzögert erfolgt, so lange die zweite Lage nicht vollständig abgetragen wurde. Dies wird damit erklärt, dass die zweite Lage gegenüber der prallenden Beanspruchung durch plastische Verformung als Dämpfung fungiert und dass das Herausplatzen harter Bestandteile der ersten Lage vermieden wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl mittels Plattieren, insbesondere Walzplattieren oder mittels Gießen hergestellt. Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl mittels Warmwalzplattieren, wie es beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 10 2005 006 606 B3 offenbart ist, hergestellt. Es wird Bezug auf diese Patentschrift genommen, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird, wobei der Fertigungsschritt des Haspeins zu einem Coil als optionaler Prozessschritt zu sehen ist. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Werkstoffverbunds insbesondere für Dicken ab ca. 10 mm erfolgt dieses vollständig in Platten- bzw. Blechform. Beim Warmwalzplattieren laufen Diffusionsprozesse zwischen der ersten Lage und der mindestens zweiten Lage ab, da im Grenzschichtbereich der ersten Lage durch das Abwandern des Kohlenstoffs aus der ersten Lage in die zweite Lage eine Art Randentkohlung in der ersten Lage stattfindet, wodurch lokal ein im Vergleich zu dem restlichen Bereich der ersten Lage duktilerer Bereich entsteht. Durch die Diffusionsprozesse stellen sich auch ein im Wesentlichen kontinuierlicher und kein sprunghaf- ter Übergang der Materialeigenschaften (Härte/Festigkeit) zwischen der ersten und der zweiten Lage ein. Die zweiten Lagen weisen im warmen Zustand vorteilhaft einen verringerten Formänderungswiderstand im Vergleich zur ersten Lage infolge einer höheren Duktilität auf, so dass sie sich beim Warmwalzplattieren respektive Warmwalzen in Richtung der ersten Lage verformen und dadurch insbesondere produktionsbedingte Fehlstellen, beispielsweise Lufteinschlüsse zwischen den Lagen durch den Walzverbund schließen können. Dies ist vor allem beim späteren Gebrauch bzw. Einsatz vorteilhaft, so dass es im Falle einer Verschleißbelastung nicht zu Ausbrüchen oder im Falle einer Impactbelastung zu unerwünschten Schockwellenbrechungen aufgrund der Fehlstellen kommen kann. Alternativ kann der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl mittels Gießen hergestellt werden, wobei eine Möglichkeit zu seiner Herstellung in der japanischen Offenlegungsschrift JP-A 03 133 630 offenbart ist. Die metallische Werkstoffverbundherstellung ist allgemein Stand der Technik.
Zur Einstellung der für den Einsatz als Verschleiß- oder Sicherheitsstahl benötigten Werkstoffeigenschaften der ersten Lage wird der erfindungsgemäße Werkstoffverbund durch beschleunigte Abkühlung gehärtet. Die beschleunigte Abkühlung findet dabei in einer bevorzugten Ausführung direkt nach dem Warmwalzplattieren bzw. Warmwalzen ohne vorherige Abkühlung aus der Walzhitze statt. Die Kühlung wird dabei bei einer Temperatur unterhalb der Martensit- Start-Temperatur Ms der ersten Lage, bevorzugt unterhalb der Martensit-Finish- Temperatur von Mf der ersten Lage, besonders bevorzugt maximal 100°C oberhalb der Raumtemperatur beendet.
In einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführung kann die Härtung auch wie folgt stattfinden: nach dem Warmwalzen kühlt das Material zunächst auf Temperaturen von unter 500°C ab, um unerwünschte Effekte wie Kornwachstum oder Vergröberung von Ausscheidungen zu vermeiden. Die Abkühlung kann dabei sowohl im Coil oder als Platte an Luft als auch durch Beaufschlagung mit einem Kühlmedium wie beispielsweise Wasser oder Öl stattfinden. Aus logistischen Gründen wird eine Abkühlung auf unter 100°C bevorzugt, besonders bevorzugt auf eine Temperatur nahe der Raumtemperatur. Anschließend wird der Werkstoffverbund mindestens teilweise austenitisiert und hierfür auf eine Temperatur mindestens oberhalb von Acl der ersten Lage erwärmt. Bevorzugt werden eine vollständige Austenitisierung und eine dementsprechende Erwärmung auf mindestens Ac3 der ersten Lage durchgeführt. Aus energetischen Gründen wird die Austenitisierungstemperatur auf maximal 1100°C, zur Vermeidung von unerwünschtem Austenitkornwachstum bevorzugt auf maximal (Ac3 + 200°C), besonders bevorzugt auf maximal (Ac3 + 100°C) beschränkt, wobei sich Ac3 jeweils auf die erste Lage bezieht. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Austenitisierung des Werkstoffverbundes auf Temperaturen zwischen der Ac3-Temperatur der ersten Lage und der Ac3-Temperatur der zweiten Lage erwiesen, da hierdurch beim Härten des Werkstoffverbundes der Einfluss auf das Gefüge der zweiten Lage verringert wird.
Im Anschluss an die Erwärmung wird der Werkstoffverbund zur Härtung beschleunigt auf eine Temperatur von weniger als 500°C, bevorzugt weniger als 300°C, besonders bevorzugt weniger als 100°C abgekühlt. Zur Erhöhung der Duktilität kann der Werkstoffverbund anschließend angelassen werden (Vergüten), wobei Temperatur und Dauer der Anlassbehandlung je nach Legierung der ersten Lage und gewünschtem Anlasseffekt gewählt werden. Die Verfahren zur Anlassbehandlung entsprechen dabei den üblichen, im Stand der Technik offenbarten Vorgehensweisen für einlagige Werkstoffe für ein Legierungskonzept, welches der jeweiligen ersten Lage des erfindungsgemäßen Werkstoffverbunds entspricht.
Zwischen den Produktionsschritten Warmwalzplattieren, Warmwalzen, Härten und Anlassen kann der Werkstoffverbund aus logistischen Gründen optional zu einem Coil auf- und in Vorbereitung des nächsten Produktionsschrittes wieder abgewickelt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,5 und 3 μιτι, insbesondere zwischen 0,6 und 2 μιτι, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1,8 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 0,9 und 1,6 μιτι auf, wobei Ra gemäß DIN EN 10049:2014-03 bestimmt wird. Eine gezielte Oberflächenrauheit kann durch Nachwalzen bzw. Dressieren, insbesondere bei Raumtemperatur nach dem Austenitisieren und Abschrecken des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (Härten) und insbesondere vor oder nach dem optionalen Anlassen des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (Vergüten) eingestellt werden. Insbesondere werden die Nachwalz- bzw. Dressierkräfte derart gewählt, dass die erste Lage bzw. ersten Lagen im Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nur im elastischen Bereich verformt werden, wobei die zweite Lage bzw. zweiten Lagen im Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl hingegen durch Kaltverformung eingeformt und verfestigt werden. Dadurch kann ein Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl mit einer ansprechenden Oberflächentextur und -qualität bereitgestellt werden. Die bevorzugte Be- schichtung des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug erfolgt vorzugsweise nach dem Nachwalzen bzw. Dressieren. Alternativ oder zusätzlich zum metallischen Korrosionsschutzüberzug kann insbesondere auch eine organische Beschichtung und/oder Lackierung erfolgen. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Sicherheitsstahls zum Schutz von Lebewesen in Fahrzeugen oder Gebäuden. Erfindungsgemäß kommt ein beschichteter Sicherheitsstahl mit ansprechender Oberflächenqualität zur Anwendung. Bezüglich der Vorteile wird auf das Vorhergesagte verwiesen.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verschleißstahls in Bau-, Agrar-, Bergbau- oder Transportmaschinen, insbesondere in Muldenkippern. Erfindungsgemäß kommt ein beschichteter Verschleißstahl mit ansprechender Oberflächenqualität zur Anwendung. Bezüglich der Vorteile wird auf das Vorhergesagte verwiesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1) einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls,
Figur 2) einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls und
Figur 3) einen schematischen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erfindungsgemäße Sicherheitsstähle oder Verschleißstähle bestehen aus einem mehrlagigen Stahlwerkstoffverbund, welcher im Wesentlichen aus handelsüblichen Stählen zusammengesetzt wird. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung mittels Warmwalzplattieren. Dazu werden jeweils Blechzuschnitte aus unterschiedlichen Stählen der ersten, zweiten und optional der dritten Lage, die je nach Anwendung und Einsatz aufeinander gestapelt, welche zumindest bereichsweise entlang ihrer Kanten stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Schweißen zu einem Vorverbund miteinander verbunden werden. Der Vorverbund wird auf eine Temperatur > 1100°C gebracht und in mehreren Schritten zu einem Werkstoffverbund mit einer geforderten Gesamtmaterialdicke zu einem band-, platten- oder blechförmigen Halbzeug warmgewalzt und kann optional durch Nachwalzen bzw. Dressieren zum Einstellen einer definierten Oberflächentextur weiterverarbeitet werden.
Aus dem Halbzeug werden in der Regel Platinen abgeteilt und optional zu Formplatinen auf Maß zugeschnitten. Die Platinen/Formplatinen werden auf Austenitisierungstemperatur, insbesondere oberhalb von Ac3 bezogen auf die erste Lage in einem Ofen dickenabhängig für jeweils > 10 min erwärmt und durchwärmt, welche anschließend zur Einstellung der gewünschten Härte in der ersten Lage abgeschreckt werden. Vorzugsweise kann ein Nachwalzen bzw. Dressieren zur Einstellung einer gezielten Oberflächenrauheit insbesondere auf der Seite des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls, auf der die zweite Lage angeordnet ist, erfolgen. Falls die zweite Lage nur einseitig angebracht wird, so bleibt die der zweiten Lage abgewandte Seite durch das Nachwalzen bzw. Dressieren im Wesentlichen unbeeinflusst. Optional kann der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl auch einem Anlassen unterzogen werden (Vergüten). Abschließend kann der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl ein- oder beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug vorzugsweise auf Zinkbasis, und/oder einer organischen Beschichtung und/oder Lackierung beschichtet werden. Der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl ist fertiggestellt und kann danach zum Schutz von Lebewesen in Fahrzeugen oder Gebäuden oder in Bau-, Agrar-, Bergbau- oder Transportmaschinen eingesetzt bzw. verwendet werden.
Alternativ kann der gehärtete oder vergütete Zustand in einem erfindungsgemäßen Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl aus einem mehrlagigen Stahlwerkstoffverbund auch an einem bandförmigen Halbzeug kontinuierlich über geeignete Mittel im Durchlauf eingestellt werden, vorausgesetzt der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl ist coilfähig. Insbesondere ist dadurch auch eine kontinuierliche Beschichtung am Band wirtschaftlich umsetzbar. Dies ist jedoch nur bei einer Gesamtmaterialdicke < 10 mm möglich.
In Figur 1) ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) gezeigt. Der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) umfasst eine erste Lage (1.1) aus einem Stahl mit einer überwiegend martensitischen und/oder bainitischen Gefügestruktur im gehärteten oder vergüteten Zustand, welcher eine Härte > 350 HBW, insbesondere > 400 HBW, vorzugsweise > 450 HBW, weiter bevorzugt > 500 HBW, weiter bevorzugt > 550 HBW, besonders bevorzugt > 600 HBW aufweist, und eine mit der ersten Lage (1.1) stoffschlüssig verbundenen zweite Lage (1.2) aus einem im Vergleich zu der ersten Lage (1.1) weicheren Stahl, wobei die zweite Lage (1.2) eine um mindestens 20%, insbesondere um mindestens 50%, geringere Härte aufweist als die erste Lage (1.1) im gehärteten oder vergüteten Zustand. Die Härte der zweiten Lage (1.2) beträgt < 250 HBW, insbesondere < 200 HBW, vorzugsweise < 175 HBW, besonders bevorzugt < 150 HBW.
Die erste Lage (1.1) besteht neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0, 1 bis 0,6 %,
optional N: 0,003 bis 0,01 %
optional Si: 0,05 bis 1,5 %,
Mn: 0, 1 bis 2,5 %,
optional AI: 0,01 bis 2,0 %,
Cr: 0,05 bis 1,5 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und W: in Summe von 0,005 bis 0,2 %, optional Mo: 0, 1 bis 1,0 %,
optional Cu: von 0,05 bis 0,5 %,
optional P: von 0,005 bis 0, 15 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
optional Ni: von 0, 1 bis 5,0 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
0: bis 0,005 %,
H: bis 0,001 %.
Vorzugsweise bildet die erste Lage (1.1) eine sehr harte und ausreichend zähe Stahllegierung mit der Handelsbezeichnung„Secure" und einer Härte von 600 HBW bzw.„XAR®" und einer Härte von 600 HBW im gehärteten oder vergüteten Zustand.
Die zweite Lage (1.2) besteht neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0,001 bis 0, 15 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %,
optional Si: 0,03 bis 0,7 %, optional Mn: 0,05 bis 2,5 %,
optional P: 0,005 bis 0, 1 %,
optional Mo: 0,05 bis 0,45 %,
optional Cr: 0, 1 bis 0,75 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,75 %,
optional Ni: 0,05 bis 0,5 %,
optional AI: 0,005 bis 0,5 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und W: 0,001 bis 0,3 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
H: bis 0,001 %,
O: bis 0,005 %.
Beispielsweise bildet die weiche Stahllegierung ein weicher, unlegierter Stahl mit der Handelsbezeichnung„DD14" und einer Härte von 105 HBW nach der Wärmebehandlung des Werkstoffverbundes (Härten oder Vergüten).
Die Materialdicke der zweiten Lage (1.2) beträgt beispielsweise 10% bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1). Da die zweite Lage (1.2) im Vergleich zur ersten Lage (1.1) des Sicherheitsstahls (1) oder Verschleißstahls einfach und ohne großen Aufwand beschichtbar ist, weist der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) einen einseitigen Korrosionsschutzüberzug (1.4) auf Zinkbasis, vorzugsweise einen elektrolytischen Zinküberzug mit einer Dicke von beispielsweise 8 μιτι auf. Beispielsweise ist der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) vor dem Beschichten einem Nachwalzen bzw. Dressieren zugeführt worden, um insbesondere die bei den Sicherheitsstählen oder Verschleißstähle neuen Anforderungen hinsichtlich Oberflächenqualität und Oberflächenrauheit zu genügen. Durch das Nachwalzen bzw. Dressieren kann die zweite Lage (1.2) im Wesentlichen stärker als die erste Lage plastisch verformt werden. Dadurch kann die in der zweiten Lage ggf. auftretende ausgeprägte Streckgrenze durch Kaltverfestigung entfernt werden, was dem Oberflächenerscheinungsbild nach einer ggf. bei der Weiterverarbeitung erforderlichen Kaltumformung zuträglich ist. Der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) weist vorzugsweise einseitig, auf der Seite, auf der die zweite Lage (1.2) angeordnet ist, eine Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,7 und 1,6 μιτι auf. Die Beschussfestigkeit bzw. die Verschleißbeständigkeit wird im Wesentlichen durch die Materialdicke der ersten Lage (1.1) mit 90% bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) sichergestellt.
In Figur 2) ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) gezeigt. Der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass zwei zweite Lagen (1.2), welche auf beiden Seiten des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) angeordnet sind und stoffschlüssig mit der ersten Lage (1.2) verbunden sind, somit einen dreilagigen Stahlwerkstoffverbund ergeben, welcher in diesem Beispiel beidseitig mit einem Korrosionsschutzüberzug (1.4) beschichtet ist. Vorzugsweise bildet die erste Lage (1.1) ein sehr harter Stahl mit der Handelsbezeichnung„Secure" und einer Härte von 600 HBW bzw.„XAR®" und einer Härte von 600 HBW. Als zweite Lagen (1.2) können weiche Bake-Hardening-Stähle mit der Handelsbezeichnung„HX260" und einer Härte von 125 HBW nach der Wärmebehandlung des Werkstoffverbundes (Härten oder Vergüten) eingesetzt werden.
Die Beschussfestigkeit bzw. Verschleißbeständigkeit wird im Wesentlichen durch die Materialdicke der ersten Lage (1.1) mit 90% bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) sichergestellt. Die Materialdicken der beiden zweiten Lagen (1.2) betragen pro Seite 5% bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1). Durch die Sandwich-Ausführung wird dem Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) eine zusätzliche Stabilität verliehen und die weiche zweite Lage (1.2) auf der der Impact belasteten abgewandten Seite kann durch Impulsimpact beispielsweise in der ersten Lage (1.1) abgelöste Splitter abmindern bzw. hat einen positiven Einfluss auf die Verschleißanwendung. Der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) weist vorzugsweise beidseitig eine Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,9 und 1,8 μιτι auf, die durch Dressieren des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) eingestellt wurde. Der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) wurde nach dem Dressieren bevorzugt beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug (1.4) auf Zinkbasis durch Schmelztauchbeschichten mit jeweils einer Dicke von 20 μιτι beschichtet. Durch die Erwärmung des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) auf Beschichtungstemperatur erfuhr der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahls (1) eine Anlassbehandlung, welche vorteilhaft Spannungen innerhalb des Stahlwerkstoffverbundes abgebaut und seine Härte um ca. 100 HBW reduziert hatte und durch die Bake-Hardening-Eigenschaf- ten konnten die Streckgrenzen in den zweiten Lagen (1.2) erhöht werden, wodurch die Streck- grenzendifferenz zwischen erster Lage (1.1) und zweiten Lagen (1.2) um ca. 30 MPa reduziert werden konnte.
In Figur 3) ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) gezeigt. Der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) umfasst zwei zweite Lagen (1.2), die auf beiden Seiten des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) als Außenlagen angeordnet sind, eine dritte Lage (1.3) als Mittellage und zwei erste Lagen (1.1) als Zwischenlagen, welche jeweils zwischen der Mittellage (1.3) und den zweiten Lagen (1.2) angeordnet sind. Der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahls (1) ist beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug (1.4) beschichtet. Die zwei ersten Lagen (1.1) sind vorzugsweise aus einem sehr harten Stahl mit der Handelsbezeichnung„Secure" und einer Härte von 650 HBW bzw. „XAR®" und einer Härte von 650 HBW im gehärteten oder vergüteten Zustand gebildet. Als zweite Lagen (1.2) können weiche IF-Stähle mit der Handelbezeichnung„DX54" und einer Härte von 90 HBW nach der Wärmebehandlung des Werkstoffverbundes (Härten oder Vergüten) eingesetzt werden. Die dritte Lage (1.3) ist vorzugsweise aus einem harten und gleichzeitig im Vergleich zur ersten Lage zäheren Stahl mit der Handelsbezeichnung„Secure" und einer Härte von 450 HBW bzw. „XAR®" und einer Härte von 450 HBW im gehärteten oder vergüteten Zustand gebildet. Die C-Differenz zwischen den ersten Lagen (1.1) und der dritten Lage (1.3) beträgt mindestens 0,2 Gew.-%. Die Kombination aus ersten Lagen (1.1) und dritter Lage (1.3) verleiht dem Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) eine hohe Härte mit einer ausreichenden Zähigkeit. Die Materialdicken der ersten Lagen (1.1) betragen pro Seite 30% und die dritte Lage (1.3) 36% bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1). Die zweiten Lagen (1.2) verleihen dem Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) aus einem fünfla- gigen Stahlwerkstoffverbund eine zusätzliche Stabilität sowie die im zweiten Ausführungsbeispiel genannten Vorteile, beispielsweise der Impulsminderung, wobei sie eine Materialdicke pro Seite von 2% bezogen auf die Gesamtdicke des Sicherheitsstahls bzw. Verschleißstahls (1) aufweisen. Beschichtet ist der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) vorzugsweise beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug (1.4) auf Zinkbasis mit einer Dicke von jeweils 6 μιτι, welcher durch elektrolytische Beschichtung aufgebracht wurde. Der Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl (1) kann vorzugsweise beidseitig eine Oberflächenrauheit Ra zwischen 1, 1 und 1,6 μιτι aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sowie auf die Ausführungen in der allgemeinen Beschreibung beschränkt. Die einzelnen vorgenannten Merkmale sind auch miteinander kombinierbar. Eine metallische Korrosionsschutzbeschich- tung und/oder organische Beschichtung und/oder Lackierung ist nicht zwingend erforderlich. Der erfindungsgemäße Sicherheitsstahl bzw. Verschleißstahl kann auch aus einem Tailored Product, beispielsweise einem Tailored Welded Blank und/oder Tailored Roiled Blank gebildet sein.

Claims

Ansprüche Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) aus einem mehrlagigen Stahlwerkstoffverbund umfassend eine erste Lage (1.1) aus einem Stahl, der im gehärteten oder vergüteten Zustand eine Härte > 350 HBW aufweist, und mindestens eine mit der ersten Lage (1.1) stoffschlüssig verbundene zweite Lage (1.2) aus einem im Vergleich zu der ersten Lage (1.1) weicheren Stahl, wobei die zweite Lage (1.2) eine um mindestens 20% geringere Härte aufweist als die erste Lage (1.1) im gehärteten oder vergüteten Zustand, wobei die erste Lage (1.1) neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0, 1 bis 0,6 %,
optional N: 0,003 bis 0,01 %
optional Si: 0,05 bis 1,5 %,
Mn: 0, 1 bis 2,5 %,
optional AI: 0,01 bis 2,0 %,
Cr: 0,05 bis 1,5 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und W: in Summe von 0,005 bis 0,2 %,
optional Mo: 0, 1 bis 1,0 %,
optional Cu: von 0,05 bis 0,5 %,
optional P: von 0,005 bis 0, 15 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
optional Ni: von 0, 1 bis 5,0 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
0: bis 0,005 %,
H: bis 0,001 %
und die zweite Lage (1.2) neben Fe und herstellungsbedingt unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% aus
C: 0,001 bis 0, 15 %,
optional N: 0,001 bis 0,01 %,
optional Si: 0,03 bis 0,7 %, optional Mn: 0,05 bis 2,5 %,
optional P: 0,005 bis 0, 1 %,
optional Mo: 0,05 bis 0,45 %,
optional Cr: 0, 1 bis 0,75 %,
optional Cu: 0,05 bis 0,75 %,
optional Ni: 0,05 bis 0,5 %,
optional AI: 0,005 bis 0,5 %,
optional B: 0,0001 bis 0,01 %,
optional eines oder mehrere aus der Gruppe Nb, Ti, V und W: 0,001 bis 0,3 %,
S: bis 0,03 %,
optional Ca: 0,0015 bis 0,015 %,
Sn: bis 0,05 %,
As: bis 0,02 %,
Co: bis 0,02 %,
H: bis 0,001 %,
O: bis 0,005 % bestehen.
2. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (1.2) in mindestens einem der Elemente Si, Ni, Cr, Mo und/oder Mn einen um mindestens 10 % niedrigeren Legierungsgehalt im Vergleich zur ersten Lage (1.1) aufweist.
3. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) eine dritte Lage (1.3) aus einem Stahl umfasst, welche weicher als die erste Lage (1.2) und härter als die zweite Lage (1.2) ist, und stoffschlüssig mit der ersten Lage (1.1) verbunden ist.
4. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) zwei zweite Lagen (1.2) umfasst, die auf beiden Seiten des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (1) angeordnet sind, und stoffschlüssig mit der ersten Lage (1.1) verbunden sind.
5. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) zwei zweite Lagen (1.2) umfasst, die auf beiden Seiten des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (1) angeordnet sind, eine dritte Lage (1.3) als Mittellage und zwei erste Lagen (1.1) als Zwischenlagen, welche jeweils zwischen der Mittellage und den zweiten Lagen (1.2) angeordnet sind.
6. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (1.2) eine Materialdicke zwischen 1 % und 12 %, insbesondere zwischen 2 % und 10 % bezogen auf die Gesamtmaterialdicke des Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (1) aufweist.
7. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsstahls oder Verschleißstahls (1) mittels Plattieren oder mittels Gießen hergestellt ist.
8. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsstahl einseitig oder beidseitig eine Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,5 und 3 μιτι aufweist.
9. Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherheitsstahl oder Verschleißstahl (1) ein- oder beidseitig mit einem metallischen Korrosionsschutzüberzug (1.4) und/oder organischen Be- schichtung und/oder Lackierung versehen ist.
10. Verwendung eines Sicherheitsstahls nach einem der vorgenannten Ansprüche zum Schutz von Lebewesen in Fahrzeugen oder Gebäuden.
11. Verwendung eines Verschleißstahls nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Bau-, Agrar-, Bergbau- oder Transportmaschinen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798238C1 (ru) * 2022-08-09 2023-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Высокопрочная низколегированная сталь для сельскохозяйственной техники

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018220116A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-28 Thyssenkrupp Ag Ballistisches Produkt und seine Verwendung
DE102019116363A1 (de) 2019-06-17 2020-12-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Panzerungsbauteils für Kraftfahrzeuge
CN110405330A (zh) * 2019-08-13 2019-11-05 郑州大学 一种耐磨抗冲击捣固镐的生产方法
DE102019215055A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-01 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung eines Stahlproduktes sowie ein entsprechendes Stahlprodukt
CN111468898A (zh) * 2020-04-20 2020-07-31 湖南卡密尔新材料科技有限公司 一种复合耐磨钢板的制备方法
US20230311452A1 (en) * 2020-08-14 2023-10-05 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Cladding and method for manufacturing the same
CN113046535B (zh) * 2021-03-16 2022-11-08 宝武杰富意特殊钢有限公司 一种中棒齿轮圆钢轧态硬度控制方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2106939A5 (en) * 1970-09-30 1972-05-05 Creusot Forges Ateliers Weldable clad steel sheet - for armour plate
DE3340031C2 (de) * 1983-11-05 1985-11-21 Thyssen Stahl AG, 4100 Duisburg Panzerblech und Verfahren zu seiner Herstellung
JPH03133630A (ja) 1989-10-20 1991-06-06 Nippon Steel Corp 耐デント性、耐面歪性に優れた良成形性クラッド鋼板
DE19961948A1 (de) * 1999-12-22 2001-06-28 Dillinger Huettenwerke Ag Verbundstahlblech, insbesondere zum Schutz von Fahrzeugen gegen Beschuß
DE102005006606B3 (de) 2005-02-11 2006-03-16 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zum Herstellen von walzplattiertem Warmband zur Weiterverarbeitung zu Kaltband und gewickeltes Coil aus solchem Warmband
CA2794435C (en) * 2005-08-30 2015-11-17 Ati Properties, Inc. Steel compositions, methods of forming the same, and articles formed therefrom
DE102007022453B4 (de) * 2007-05-10 2020-02-06 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Mehrschichtiges Verbundteil und aus diesem hergestelltes Bauteil
JP4960289B2 (ja) * 2008-03-27 2012-06-27 国立大学法人 東京大学 複層鋼
EP2123447B1 (de) 2008-05-07 2018-12-26 ThyssenKrupp Steel Europe AG Verbundwerkstoff mit ballistischer Schutzwirkung
US9182196B2 (en) * 2011-01-07 2015-11-10 Ati Properties, Inc. Dual hardness steel article
DE102013100580A1 (de) * 2013-01-21 2014-07-24 Deutsche Edelstahlwerke Gmbh Verfahren zum Herstellen eines als metallischer Verbundwerkstoff ausgeführten Flachprodukts, Stahlflachprodukt und Verwendung eines Stahlflachprodukts
EP2886332B1 (de) * 2013-12-20 2018-11-21 ThyssenKrupp Steel Europe AG Stahlflachprodukt, und verfahren zur herstellung eines bauteils für eine fahrzeugkarosserie und einer karosserie für ein kraftfahrzeug.
DE102014114365A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Mehrschichtiges Stahlflachprodukt und daraus hergestelltes Bauteil
CN108367380A (zh) * 2015-09-30 2018-08-03 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 具有改善的表面质量的钢制工件
DE102016204567A1 (de) 2016-03-18 2017-09-21 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Herstellen eines warmwalzplattierten Werkstoffverbundes, Flachproduktpaket, warmwalzplattierter Werkstoffverbund sowie seine Verwendung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798238C1 (ru) * 2022-08-09 2023-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Высокопрочная низколегированная сталь для сельскохозяйственной техники

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