EP4247993B1 - Bauteil aus b-zr-legiertem stahl - Google Patents

Bauteil aus b-zr-legiertem stahl

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EP4247993B1
EP4247993B1 EP22826100.4A EP22826100A EP4247993B1 EP 4247993 B1 EP4247993 B1 EP 4247993B1 EP 22826100 A EP22826100 A EP 22826100A EP 4247993 B1 EP4247993 B1 EP 4247993B1
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EP
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steel
gew
component
depth
component according
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EP4247993A1 (de
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Ali SOLIMANI
Matthew GALLER
Robert KIENREICH
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Voestalpine Wire Rod Austria GmbH
Kamax Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Voestalpine Wire Rod Austria GmbH
Kamax Holding GmbH and Co KG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a component with a steel component, in which the steel is alloyed with, among other things, boron (hereinafter also "B").
  • B boron
  • the invention relates to a fastening element such as a screw or a nut.
  • boron is often used as a cost-effective alloying element to improve through-hardenability.
  • Steels alloyed with boron are used, for example, in WO 2021/009705 A1 and the WO 2008/142275 A2 described.
  • EP 3 078 758 A1 describes a steel wire for bolts, consisting of C: 0.20 to 0.35%; Si: 0.01% or more; Mn: 0.3 to 1.50; P: more than one and 0.020% or less; S: more than 0% and 0.020% or less; Cr: 0.10 to 1.5%; Al: 0.01 to 0.10%; B: 0.0005 to 0.005%; N: 0.001% or more; and at least one element of Ti: 0.02 to 0.10% and Nb: 0.02 to 0.10%, the balance being iron and unavoidable impurities, wherein when a proportion of a B content at D 0 /4 in the steel wire for bolts is 100%, where D 0 is a diameter of the steel wire for bolts, a ratio of a B content at a surface of the steel wire for bolts is 75% or less on average, and a difference between a maximum value and a minimum value of the ratio is 25% or less.
  • components made of boron-alloyed steels such as screws or nuts, often show a decrease in hardness in the edge area after heat treatment, in particular an isothermal heat treatment in a salt bath to achieve a bainitic structure, especially to a depth of up to 300 ⁇ m below the surface, which limits the applicability for high-strength and ultra-high-strength products, such as high-strength and ultra-high-strength screws.
  • steels containing boron are alloyed with additional titanium and aluminum to keep the boron in the dissolved state and prevent it from precipitating as nitrides, carbides, carbonitrides, silicides, or oxides.
  • additional titanium and aluminum to keep the boron in the dissolved state and prevent it from precipitating as nitrides, carbides, carbonitrides, silicides, or oxides.
  • this is not sufficient to reduce the hardness inhomogeneity in the edge region described above.
  • the present invention is therefore based on the object of reducing the hardness loss in the edge region of components made of boron-alloyed steels.
  • the composition according to the invention in particular the zirconium added to the B-containing steel, in combination with the other alloying elements in the component according to the invention with a steel component, counteracts the loss of hardness in the edge region, especially when the steel component is heat-treated.
  • Another surprising advantage of the component according to the invention with a steel component is the improved resistance to hydrogen embrittlement. Surprisingly, significantly higher strengths can be achieved in this way.
  • fasteners which usually exhibit high and frequently dynamic axial stresses, improving the hardness in the edge region and also reducing hydrogen embrittlement are particularly advantageous, since the fasteners, which can be screws or nuts, for example, are essential for many assemblies.
  • a failure of a fastener can have drastic consequences for humans or machines, such as in the case of a bridge screw, a chassis screw, an engine head screw, or the like.
  • the invention can thus also relate to a vehicle, an engine, a cylinder head, a chassis assembly, or a battery assembly with a component according to the invention, in particular a fastener.
  • the loss of hardness in the edge region of the components can be particularly effectively reduced. Furthermore, hydrogen embrittlement of the steel is significantly reduced.
  • the components Mo, Ni, Cu, and Ca are optional, i.e., they may not be present independently of one another, or, if present, they may be present independently of one another in the steel in the specified amounts of, for example, 0.01–0.20 wt% Mo, 0.01–0.50 wt% Ni, 0.01–0.50 wt% Cu, and/or 0.0010–0.0100 wt% Ca.
  • the components Mo, Ni, Cu, and Ca are present independently of one another in the steel.
  • the steel contains 0.01 - 0.20 wt% Mo, 0.01 - 0.50 wt% Ni, 0.01 - 0.50 wt% Cu and/or 0.0010 - 0.0100 wt% Ca, more preferably 0.01 - 0.16 wt% Mo, 0.01 - 0.40 wt% Ni, 0.01 - 0.30 wt% Cu and/or 0.0010 - 0.0080 wt% Ca.
  • the components Bi, Co, Nb, Pb, Se, Te, W, As, Ta, Ce, Sn, Sb, Hf, and/or lanthanides may also optionally be included in the steel, i.e., they may be included or not included independently of one another. If included, they may be included independently of one another, preferably in the specified amounts.
  • Zirconium is a microalloying element in the steel of the component according to the invention, ie it develops in very small quantities, especially below of 0.05 wt.% has an effect.
  • Boron, titanium, and vanadium are also microalloying elements.
  • zirconium works in conjunction with the other alloying elements, for example, vanadium.
  • the B content in the steel at a depth of 5 - 60 ⁇ m is ⁇ 80%, preferably ⁇ 90%, of the B content in the steel at a depth of 500 ⁇ m (micrometers), with the depth being measured perpendicular to the steel surface.
  • the B content at any point at a depth of 5 - 60 ⁇ m is ⁇ 80% of the B content in the steel at a depth of 500 micrometers.
  • the minimum B content in the steel at a depth of 5 - 60 ⁇ m is ⁇ 80% of the boron content in the steel at a depth of 500 ⁇ m, preferably ⁇ 90%, particularly preferably ⁇ 95%.
  • the boron content refers to the concentration of boron in weight percent, based on the total weight of the steel. Since the value of, for example, ⁇ 80% is a relative value of two B contents, the B content does not have to be expressed in weight percent, but can also be expressed in volume or atomic percent, for example.
  • the B content is determined according to the invention using GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy) (apparatus: GDA 750 HR from Spectruma Analytik GmbH).
  • GDOES Gas Discharge Optical Emission Spectroscopy
  • the surface of the sample material (steel) is ablated using an Ar plasma, and the sample atoms are brought into the gas phase (cathode sputtering) and then quantitatively determined spectroscopically.
  • the B content is measured spectroscopically at every depth, for example, over a depth range of 0 - 500 ⁇ m.
  • the measurement result is a so-called B depth profile.
  • the B content is determined at every depth, for example, over a depth range of 0 - 500 ⁇ m.
  • the ratio is then determined by dividing the B contents at a specific depth (e.g. 10 ⁇ m) and at a depth of 500 ⁇ m, thus determining the percentage value, which according to the invention is ⁇
  • the boron content in the steel at a depth of 140-220 ⁇ m is preferably ⁇ 80% of the boron content in the steel at a depth of 500 ⁇ m.
  • the boron content is independently preferably ⁇ 90%, further preferably ⁇ 95%, further preferably ⁇ 98%, even more preferably ⁇ 100%, most preferably 100-1000% of the boron content of the steel at a depth of 500 ⁇ m, with the depth being measured perpendicular to the steel surface.
  • the boron content (B concentration) in the steel is 0.0030 - 0.0033 wt% at a depth of 5 - 60 ⁇ m and 0.0033 wt% at a depth of 500 ⁇ m, that would be 90.9% - 100%.
  • the other chemical elements in the steel are measured, as usual, using conventional optical emission spectrometry on the surface of a cross-section of the steel component (so-called product analysis).
  • product analysis optical emission spectrometry on the surface of a cross-section of the steel component
  • the heat treatment or tempering at the end of the manufacturing process in particular salt bath tempering, which leads to these advantageous properties in the edge region of the steel component in the component according to the invention, is advantageous for the low or non-existent drop in boron concentration.
  • the edge area is understood to be the area at a depth of 0 - 300 micrometers, measured from the steel surface.
  • the zirconium in particular, in combination with the other alloying elements, counteracts the decrease in hardness in the edge region and leads to a reduction in hydrogen embrittlement in the edge region.
  • an impurity is understood to mean an element present in an amount of ⁇ 0.01 wt.%.
  • the steel contains unavoidable impurities, each in an amount of ⁇ 0.01 wt.%.
  • the hardness drop in the edge region of the components can be particularly effectively reduced if the ratio of (Zr + Ti + Al) to N is in a range from 2.7 to 150, more preferably 2.8 to 130, particularly preferably 3 to 100.
  • the respective weight percentages of Zr, Ti, Al, and N are used in the aforementioned formula.
  • the component according to the invention with a component made of steel is preferably a fastening means, particularly preferably selected from the group consisting of screws, nuts, rivets, bolts and chains.
  • a steel component within the meaning of the invention can be understood in particular to mean that at least a portion of the component, i.e., a volume region, is made of steel. It is preferred that the steel component constitutes ⁇ 80 wt.%, more preferably ⁇ 90 wt.%, particularly preferably ⁇ 95 wt.% of the component. This means that the component consists of ⁇ 80 wt.%, more preferably ⁇ 90 wt.%, particularly preferably ⁇ 95 wt.% steel. This allows particularly good mechanical strength of the component, in particular of the fastening means, to be achieved. In order to increase mechanical strength, it is particularly preferred if the steel component is made in one piece. "Integral" can be understood in particular to mean that at least the one-piece part has been created in a forming process and/or is continuous.
  • the component according to the invention in particular a screw, is preferably a high-strength or ultra-high-strength component, preferably with strengths ⁇ 800 MPa (so-called high-strength components), particularly preferably over 1200 MPa, further preferably ⁇ 1400 MPa (so-called ultra-high-strength components), particularly preferably 1200-1900 MPa, in particular 1400-1900 MPa.
  • Preferred high-strength and ultra-high-strength components are high-strength or ultra-high-strength screws, nuts, chain drives, formed components, and/or structural components.
  • the component according to the invention, in particular the high-strength or ultra-high-strength component is preferably a welded component, an additively manufactured component, or a case-hardened component.
  • the component or the steel is heat-treated, a so-called tempering, for example by salt bath tempering, in order to establish a preferred microstructure.
  • the microstructure of the steel is ⁇ 70 vol. %, more preferably ⁇ 80 vol. %, particularly preferably ⁇ 90 vol. % bainitic and/or martensitic, in particular after tempering such as heat treatment.
  • the proportion of the microstructure in volume percent can be determined, for example, in microscopic images of micrographs, since the areas reflect the volumes on average over several micrographs. For this purpose, the areas are determined in several micrographs and the arithmetic mean is calculated.
  • the steel microstructure is ⁇ 70 wt.%, more preferably ⁇ 80 wt.%, particularly preferably ⁇ 90 wt.% bainitic and/or martensitic.
  • the proportion of austenite (residual austenite) is also preferably ⁇ 20 vol.% or wt.%, in particular ⁇ 10 vol.% or wt.%.
  • These microstructures impart particularly high strength and toughness to the component according to the invention. They can be subjected to high and often dynamic axial stress.
  • the microstructure of the component according to the invention is preferably ⁇ 90 vol.% ferritic and/or pearlitic.
  • the structure of the component according to the invention before tempering is ⁇ 90 wt.% ferritic and/or pearlitic.
  • the component according to the invention is further preferably a formed component.
  • a formed component is understood, in particular, to be a component that has been formed by means of a forming step, in particular a cold forming process. Reducing hydrogen embrittlement is particularly advantageous for a formed component without heat treatment, because formed components already exhibit a certain degree of brittleness due to the accumulated forest dislocations (e.g., two or more dislocations that collide transversely or perpendicularly with each other on different slip planes).
  • This structural component within the meaning of the invention exists in particular when the component is a load-bearing component.
  • This structural component has, in particular, two load introduction sections, which advantageously have load-introducing structures, such as mounting recesses or openings, and a transmission area arranged between the load introduction sections, which can and/or transmits a load, in particular a bending load and/or tensile load, from one load introduction section to the other load introduction section.
  • the improvement in resistance to hydrogen embrittlement is attributed to, without being bound by the invention, the fact that additional bonding points for diffusible hydrogen are created in the component in the microstructure, in particular a heat-treated microstructure of the steel, in particular by precipitation-forming elements such as Al, Cu, Mo, V, Zr, Ti, B with C, N, O, Si and/or due to the microstructure adjusted by heat treatment.
  • Fasteners can in particular be force-locking fasteners, such as screws, bolts or nuts.
  • Force-locking fasteners are characterized in particular by the fact that they have a threaded section for clamping or fastening, in particular with an external thread or an internal thread.
  • the threaded section can therefore be an external thread or an internal thread.
  • this threaded section is introduced into a component of the fastener which is made of steel.
  • the fastener can expediently have a shank region. This shank region can be formed adjacent to the threaded section and/or a drive region, in particular a head, of the fastener.
  • the shank region can be threadless and/or formed as a cylindrical section.
  • the diameter of the shank can be greater than, less than, or equal to the thread diameter in the threaded section.
  • the screws are advantageously high-strength or ultra-high-strength screws.
  • the component is a high-strength or ultra-high-strength screw.
  • a high-strength screw is understood to be a screw with a tensile strength of at least 800 MPa.
  • High-strength screws are, for example, screws of strength classes 8.8, 10.9, and 12.9.
  • the strength classes of the invention correspond to ISO 898-1 in the version valid as of January 2021.
  • An ultra-high-strength screw is understood to be a screw with a tensile strength, in particular of at least 1200 MPa and/or advantageously of at least 1400 MPa.
  • Ultra-high-strength screws include, for example, screws in strength classes 12.8, 12.9, 14.8, 14.9, 15.8, 15.9, 16.8, 16.9, 17.8, and 12.8U, 12.9U, 14.8U, 14.9U, 15.8U, 15.9U, 16.8U, and 17.8U.
  • a high-strength screw is a screw that is at least high-strength, but can also be ultra-high-strength. Preferably, it is a high-strength or ultra-high-strength screw with a strength of over 1000 MPa.
  • the screw can have a head with tool engagement surfaces, whereby these tool engagement surfaces together form, in particular, an internal or external hexagon.
  • the preferred method according to the invention has the advantage of a resource-saving and cost-efficient process route, since, for example, a wire rod can be processed directly without the need for intermediate GKZ annealing.
  • the establishment of a ferrite-pearlite microstructure in the wire rod state can be achieved by means of TM rolling (thermomechanical rolling).
  • thermomechanical rolling is carried out in step b).
  • Thermomechanical rolling in which the material is rolled to a final forming temperature in a range of Ar 3 - 50 °C and + 100 °C, where Ar 3 in the Fe-C diagram is referred to as the austenite-proeutectoid transformation temperature.
  • GKZ annealing refers to heating with the aim of forming spheroidal cementite.
  • the optional GKZ annealing it is preferred that the steel is annealed for 6-10 hours, preferably 7-9 hours, for example 8 hours, at a holding temperature of 700-750 °C, for example 735 °C.
  • cooling is preferably carried out to below 100 °C, particularly preferably below 50 °C, in particular to room temperature.
  • Annealing (heating) advantageously produces a microstructure of ferrite and spheroidal cementite.
  • a tempering step in which the known tempering processes for steels are suitable.
  • a tempering step may preferably also take place during and/or simultaneously with the heat treatment step.
  • the tempering and heating can take place together in a single step.
  • the optional heat treatment and/or tempering in step g) is preferably salt bath tempering, particularly preferably at a temperature of 200-450°C for 10 minutes to 3 hours.
  • the structure of the steel component after rolling in step b), in particular thermomechanical rolling, and before heat treatment in step f) is predominantly ferritic-pearlitic, bainitic, and/or a mixed structure.
  • the structure of the steel is ⁇ 80 vol.%, particularly preferably ⁇ 90 vol.% ferritic-pearlitic, bainitic, and/or a mixed structure.
  • the structure of the component in a preferred embodiment is predominantly martensitic and/or bainitic, as described above.
  • the microstructure of the steel component in the component according to the invention is ⁇ 70 vol.%, more preferably ⁇ 80 vol.%, particularly preferably ⁇ 90 vol.% bainitic or martensitic, as described above.
  • the microstructure of the steel in the edge region in particular the region from the surface of the steel component to a depth of 15 ⁇ m, preferably up to 12 ⁇ m, particularly preferably up to 10 ⁇ m, measured perpendicular to the surface of the steel component, is predominantly ferritic and/or pearlitic, preferably ⁇ 80 vol.%, particularly preferably ⁇ 90 vol.% ferritic and/or pearlitic.
  • the steel below the above-mentioned depths ie below a depth of 15 ⁇ m, preferably below a depth of 12 ⁇ m, particularly preferably below a depth of 10 ⁇ m, preferably has the structure described above, ie preferably ⁇ 70 vol.%, more preferably ⁇ 80 vol.%, particularly preferably ⁇ 90 vol.% bainitic or martensitic.
  • the steel component in the edge region in particular at a depth of 30-100 ⁇ m, preferably 50-150 ⁇ m, measured from the surface perpendicular to the surface of the steel component, has a Vickers hardness of ⁇ 350 HV 0.3, more preferably ⁇ 400 HV 0.3, particularly preferably ⁇ 430 HV 0.3, in particular ⁇ 450 HV 0.3.
  • the steel component has a Vickers hardness at a depth of 30-100 ⁇ m, preferably 40-120 ⁇ m, particularly preferably 50-150 ⁇ m, measured from the surface perpendicular to the surface of the steel component, that is less than 150 HV 0.3 below the Vickers hardness HV 0.3 of the steel component at a depth of 300-400 ⁇ m, in particular at a depth of 400 ⁇ m, particularly preferably at a depth of 1/4 of the diameter of the steel component.
  • the steel component has a depth of 30 - 100 ⁇ m, preferably 40 - 120 ⁇ m, particularly preferably 50 - 150 ⁇ m, measured from the surface perpendicular to the surface of the steel component, a Vickers hardness which is less than 100 HV 0.5, more preferably less than 60 HV 0.5, in particular less than 30 HV 0.5, below the Vickers hardness HV 0.5 of the steel component at a depth of 300 - 400 ⁇ m, also measured from the surface into the depth of the steel component, perpendicular to the surface of the steel component, in particular at a depth of 400 ⁇ m, particularly preferably at a depth of 1 ⁇ 4 of the diameter of the steel component.
  • the invention also relates to a component with a steel component, obtainable by the method according to the invention.
  • the component and/or the steel component can also have the aforementioned features with regard to the method.
  • Fig. 1 The hardness of the steel depends on the edge distance, measured perpendicular to the surface, of a screw according to the invention and it can be seen that there is only a slight decrease in hardness.
  • Fig. 2 The hardness profile of the steel in the edge region of a bainitic heat-treated B-alloy screw is shown, using a conventional B-alloy steel. It can be seen that there is a significant hardness drop in the edge region, combined with a greater depth of hardness drop, measured perpendicular to the surface of the screw.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, bei dem der Stahl unter anderem mit Bor (im folgenden auch "B") legiert ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Befestigungsmittel wie beispielsweise eine Schraube oder eine Mutter.
  • Für Bauteile aus Stählen, insbesondere hochfeste und ultrahochfeste Bauteile, wird häufig Bor als kostengünstiges Legierungselement zur Verbesserung der Durchhärtbarkeit eingesetzt. Mit Bor legierte Stähle sind beispielsweise in der WO 2021/009705 A1 und der WO 2008/142275 A2 beschrieben.
  • In der EP 3 078 758 A1 ist ein Stahldraht für Bolzen beschrieben, bestehend aus C: 0,20 bis 0,35%; Si: 0,01% oder mehr; Mn: 0,3 bis 1,50; P: mehr als ein und 0,020% oder weniger; S: mehr als 0% und 0,020% oder weniger; Cr: 0,10 bis 1,5%; Al: 0,01 bis 0,10%; B: 0,0005 bis 0,005%; N: 0,001% oder mehr; und mindestens ein Element aus Ti: 0,02 bis 0,10 % und Nb: 0,02 bis 0,10 %, wobei der Rest aus Eisen und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht, wobei wenn ein Anteil eines B-Gehalts bei D0/4 in dem Stahldraht für Bolzen 100% beträgt, wobei D0 ein Durchmesser des Stahldrahts für Bolzen ist, ein Verhältnis eines B-Gehalts an einer Oberfläche des Stahldrahts für Bolzen im Durchschnitt 75% oder weniger beträgt und eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Verhältnisses 25% oder weniger beträgt.
  • Bauteile aus Bor-legierten Stählen, wie beispielsweise Schrauben oder Muttern, zeigen jedoch häufig im Randbereich nach einer Wärmebehandlung, insbesondere einer isothermen Wärmebehandlung im Salzbad zur Einstellung eines bainitischen Gefüges, einen Härteabfall, insbesondere bis in eine Tiefe von bis zu 300 µm unterhalb der Oberfläche, wodurch die Anwendbarkeit für hochfeste und ultrahochfeste Produkte, wie beispielsweise hochfeste und ultrahochfeste Schrauben eingeschränkt ist.
  • Üblicherweise wird Stählen, die Bor enthalten, zusätzlich Titan und Aluminium zulegiert, um Bor im gelösten Zustand zu halten und nicht in Form von Nitriden, Karbiden, Karbonitriden, Siliziden oder Oxiden auszuscheiden. Dies ist jedoch nicht ausreichend, um die oben beschriebene Härteinhomogenität im Randbereich zu vermindern.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Härteabfall im Randbereich von Bauteilen aus Bor-legierten Stählen zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zur Herstellung gemäß Anspruch 14. Weitere Merkmale, Ausführungsformen sowie Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, wobei der Stahl
    • 0,30 - 0,50 Gew.-% C,
    • 0,05 - 1,3 Gew.-% Mn,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    • 0,01 - 0,8 Gew.-% Si,
    • 0,3 - 1,5 Gew.-% Cr,
    • 0,005 - 0,40 Gew.-% V,
    • 0,0008 - 0,0050 Gew.-% B,
    • 0,02 - 0,35 Gew.-% Al,
    • 0,0001 - 0,0200 Gew.-% N,
    • 0,01 - 0,08 Gew.-% Ti, und
    • 0,0030 - 0,0800 Gew.-% Zr;
    • optional
    • 0,01 - 0,20 Gew.-% Mo,
    • 0,01 - 0,50 Gew.-% Ni,
    • 0,01 - 0,50 Gew.-% Cu,
    • 0,001 - 0,010 Gew.-% Ca,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Bi,
    • 0,01-0,30 Gew.-% Co,
    • 0,01-0,06 Gew.-% Nb,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Pb,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Se,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Te,
    • 0,01-0,3 Gew.-% W,
    • 0,01-0,04 Gew.-% As,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ta,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ce,
    • 0,01-0,50 Gew.-% Sn,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Sb,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Hf, und/oder
    • ein oder mehrere Lanthanoide, jeweils in einer Menge von 0,01 - 0,02 Gew.-%, den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, wobei jede unvermeidbare Verunreinigung ≤ 0,01 Gew.-% ausmacht und wobei der Bestandteil des Bauteils eine Stahloberfläche aufweist und der B-Gehalt (Bor-Gehalt) im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einem Bestandteil aus Stahl, umfassend die Schritte:
    • Bereitstellen des Stahls mit der vorstehend genannten Zusammensetzung,
    • anschließendes Formen eines Bauteils mit einem Bestandteil aus dem Stahl und
    • optional Wärmebehandeln.
  • Überraschenderweise wirkt die erfindungsgemäße Zusammensetzung, insbesondere das dem B-haltigen Stahl zugesetzte Zirkonium in Kombination mit den anderen Legierungselementen in dem erfindungsgemäßen Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl dem Härteabfall im Randbereich entgegen, insbesondere wenn der Bestandteil aus Stahl wärmebehandelt ist. Ein weiterer überraschender Vorteil des erfindungsgemäßen Bauteils mit einem Bestandteil aus Stahl ist die verbesserte Beständigkeit gegenüber Wasserstoffversprödung. Überraschenderweise lassen sich so deutlich höhere Festigkeiten erreichen.
  • Insbesondere in Befestigungsmitteln, welche meist hohe und häufig auch dynamische axiale Spannungen aufweisen, ist die Verbesserung der Härte im Randbereich und auch das Vermindern einer Wasserstoffversprödung besonders vorteilhaft, da die Befestigungsmittel, welche beispielsweise Schrauben oder Muttern sein können, für viele Baugruppen essenziell sind. Ein Versagen eines Befestigungsmittels kann dabei drastische Folgen für Mensch oder Maschine haben, wie beispielsweise bei einer Brückenschraube, einer Fahrwerksschraube, einer Motorkopfschraube oder ähnlichem. Die Erfindung kann somit auch ein Fahrzeug, einen Motor, einen Zylinderkopf, eine Fahrwerksanordnung oder eine Batterieanordnung mit einem erfindungsgemäßen Bauteil, insbesondere einem Befestigungsmittel, betreffen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Bauteil einen Bestandteil aus Stahl auf, wobei der Stahl aus folgenden Komponenten besteht:
    • 0,30 - 0,50 Gew.-% C,
    • 0,05 - 1,3 Gew.-% Mn,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    • 0,01 - 0,80 Gew.-% Si,
    • 0,3 - 1,5 Gew.-% Cr,
    • 0,005 - 0,40 Gew.-% V,
    • 0,0008 - 0,0050 Gew.-% B,
    • 0,02 - 0,35 Gew.-% Al,
    • 0,0001 - 0,0200 Gew.-% N,
    • 0,01 - 0,08 Gew.-% Ti, und
    • 0,0030 - 0,08 Gew.-% Zr;
    • optional
    • 0,01 - 0,20 Gew.-% Mo,
    • 0,01 - 0,50 Gew.-% Ni,
    • 0,01 - 0,50 Gew.-% Cu, und/oder
    • 0,0010 - 0,0100 Gew.-% Ca;
    • und den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, wobei der Bestandteil des Bauteils eine Stahloberfläche aufweist und der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird, wobei jede Verunreinigung in ≤ 0,01 Gew.-% enthalten ist.
  • Weiter bevorzugt kann der Stahl optional
    • 0,01-0,10 Gew.-% Bi,
    • 0,01-0,30 Gew.-% Co,
    • 0,01-0,06 Gew.-% Nb,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Pb,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Se,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Te,
    • 0,01-0,3 Gew.-% W,
    • 0,01-0,04 Gew.-% As,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ta,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ce,
    • 0,01-0,50 Gew.-% Sn,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Sb,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Hf, und/oder
    • ein oder mehrere Lanthanoide, jeweils in einer Menge von 0,01 - 0,02 Gew.-%, umfassen.
  • Weiter bevorzugt betrifft die Erfindung ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, wobei der Stahl
    • 0,30 - 0,48 Gew.-% C,
    • 0,2 - 1,3 Gew.-% Mn,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    • 0,01 - 0,70 Gew.-% Si,
    • 0,3 - 1,4 Gew.-% Cr,
    • 0,005 - 0,38 Gew.-% V,
    • 0,0010 - 0,0050 Gew.-% B,
    • 0,02 - 0,30 Gew.-% Al,
    • 0,0010 - 0,0180 Gew.-% N,
    • 0,012 - 0,07 Gew.-% Ti, und
    • 0,0040 - 0,0600 Gew.-% Zr;
    • optional
    • 0,01 - 0,18 Gew.-% Mo,
    • 0,01 - 0,45 Gew.-% Ni,
    • 0,01 - 0,40 Gew.-% Cu, und/oder
    • 0,0010 - 0,0090 Gew.-% Ca;
    • und den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, wobei der Bestandteil des Bauteils eine Stahloberfläche aufweist und der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird. Bevorzugt besteht der Stahl aus den oben genannten Komponenten. Jede Verunreinigung ist in ≤ 0,01 Gew.-% enthalten.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, wobei der Stahl
    • 0,30 - 0,46 Gew.-% C,
    • 0,3 - 1,3 Gew.-% Mn,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    • 0,01 - 0,60 Gew.-% Si,
    • 0,3 - 1,3 Gew.-% Cr,
    • 0,005 - 0,35 Gew.-% V,
    • 0,0012 - 0,0050 Gew.-% B,
    • 0,02 - 0,25 Gew.-% Al,
    • 0,0020 - 0,0150 Gew.-% N,
    • 0,014 - 0,060 Gew.-% Ti, und
    • 0,0050 - 0,0500 Gew.-% Zr;
    • optional
    • 0,01 - 0,16 Gew.-% Mo,
    • 0,01 - 0,40 Gew.-% Ni,
    • 0,01 - 0,30 Gew.-% Cu, und/oder
    • 0,0010 - 0,0080 Gew.-% Ca;
    • und den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, wobei der Bestandteil des Bauteils eine Stahloberfläche aufweist und der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird. Bevorzugt besteht der Stahl aus den oben genannten Komponenten. Jede Verunreinigung ist in ≤ 0,01 Gew.-% enthalten.
  • In der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bauteil mit einem Bestanteil aus Stahl bereitgestellt, wobei der Stahl
    • 0,34 - 0,42 Gew.-% C,
    • 0,45 - 0,90 Gew.-% Mn,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    • 0,02 - 0,50 Gew.-% Si,
    • 0,60 - 1,00 Gew.-% Cr,
    • 0,08 - 0,25 Gew.-% V,
    • 0,0012 - 0,0050 Gew.-% B,
    • 0,02 - 0,25 Gew.-% Al,
    • 0,0025 - 0,0090 Gew.-% N,
    • 0,015 - 0,060 Gew.-% Ti, und
    • 0,0050 - 0,0500 Gew.-% Zr;
    • optional
    • 0,01 - 0,16 Gew.-% Mo,
    • 0,01 - 0,40 Gew.-% Ni,
    • 0,01 - 0,30 Gew.-% Cu, und/oder
    • 0,0010 - 0,0060 Gew.-% Ca;
    • und den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen
    • umfasst, wobei der Bestandteil des Bauteils eine Stahloberfläche aufweist und der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird. Bevorzugt besteht der Stahl aus den oben genannten Komponenten. Jede Verunreinigung ist in ≤ 0,01 Gew.-% enthalten.
  • Weiter bevorzugt kann der Stahl gemäß den obigen Zusammensetzungen auch optional
    • 0,01-0,10 Gew.-% Bi,
    • 0,01-0,30 Gew.-% Co,
    • 0,01-0,06 Gew.-% Nb,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Pb,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Se,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Te,
    • 0,01-0,3 Gew.-% W,
    • 0,01-0,04 Gew.-% As,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ta,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ce,
    • 0,01-0,50 Gew.-% Sn,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Sb,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Hf, und/oder
    • ein oder mehrere Lanthanoide, jeweils in einer Menge von 0,01 - 0,02 Gew.-% umfassen.
  • Erfindungsgemäß ist ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, wobei der Stahl
    • 0,30 - 0,50 Gew.-% C,
    • 0,05 - 1,3 Gew.-% Mn,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    • 0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    • 0,01 - 0,8 Gew.-% Si,
    • 0,3 - 1,5 Gew.-% Cr,
    • 0,005 - 0,40 Gew.-% V,
    • 0,0008 - 0,0050 Gew.-% B,
    • 0,02 - 0,35 Gew.-% Al,
    • 0,0001 - 0,0200 Gew.-% N,
    • 0,01 - 0,08 Gew.-% Ti, und
    • 0,0030 - 0,0800 Gew.-% Zr;
    • optional
    • 0,01 - 0,20 Gew.-% Mo,
    • 0,01 - 0,50 Gew.-% Ni,
    • 0,01 - 0,50 Gew.-% Cu,
    • 0,0010 - 0,0100 Gew.-% Ca,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Bi,
    • 0,01-0,30 Gew.-% Co,
    • 0,01-0,06 Gew.-% Nb,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Pb,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Se,
    • 0,01-0,10 Gew.-% Te,
    • 0,01-0,3 Gew.-% W,
    • 0,01-0,04 Gew.-% As,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ta,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Ce,
    • 0,01-0,50 Gew.-% Sn,
    • 0,01-0,40 Gew.-% Sb,
    • 0,01-0,20 Gew.-% Hf, und/oder
      ein oder mehrere Lanthanoide, jeweils in einer Menge von 0,01 - 0,02 Gew.-%, den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, bevorzugt aus diesen Komponenten besteht, wobei jede Verunreinigung ≤ 0,01 Gew.-% ausmacht.
  • Mit den oben genannten bevorzugten und besonders bevorzugten Zusammensetzungen für den Stahl lässt sich der Härteabfall im Randbereich der Bauteile besonders effektiv verringern. Zudem wird die Wasserstoffversprödung des Stahls stark reduziert.
  • Die Komponenten Mo, Ni, Cu und Ca sind optional, d.h. sie können unabhängig voneinander nicht enthalten sein oder, wenn sie enthalten sind, können sie unabhängig voneinander in den angegebenen Mengen von beispielsweise 0,01 - 0,20 Gew.-% Mo, 0,01 - 0,50 Gew.-% Ni, 0,01 - 0,50 Gew.-% Cu und/oder 0,0010 - 0,0100 Gew.-% Ca im Stahl enthalten sein. Die Komponenten Mo, Ni Cu und Ca sind in einer bevorzugten Ausführungsform unabhängig voneinander im Stahl enthalten. Es ist somit bevorzugt, dass der Stahl 0,01 - 0,20 Gew.-% Mo, 0,01 - 0,50 Gew.-% Ni, 0,01 - 0,50 Gew.-% Cu und/oder 0,0010 - 0,0100 Gew.-% Ca enthält, weiter bevorzugt 0,01 - 0,16 Gew.-% Mo, 0,01 - 0,40 Gew.-% Ni, 0,01 - 0,30 Gew.-% Cu und/oder 0,0010 - 0,0080 Gew.-% Ca umfasst.
  • Auch die Komponenten Bi, Co, Nb, Pb, Se, Te, W, As, Ta, Ce, Sn, Sb, Hf und/oderLanthanoide können optional in dem Stahl enthalten sein, d. h. sie können unabhängig voneinander enthalten sein oder nicht enthalten sein. Wenn sie enthalten sind, können sie unabhängig voneinander bevorzugt in den angegebenen Mengen enthalten sein.
  • Zirkonium ist im Stahl des erfindungsgemäßen Bauteils ein Mikrolegierungselement, d.h. es entfaltet schon in sehr geringen Mengen, insbesondere auch unterhalb von 0,05 Gew.-% eine Wirkung. Auch Bor, Titan und Vanadium sind Mikrolegierungselemente. Das Zirkonium wirkt in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung im Zusammenspiel mit den anderen Legierungselementen, zum Beispiel dem Vanadium.
  • Erfindungsgemäß ist der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 %, bevorzugt ≥ 90 %, des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm (Mikrometern), wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird. Dies bedeutet, dass der B-Gehalt an jeder Stelle in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 Mikrometern ist. Mit anderen Worten ist über den Tiefenbereich von 5 - 60 µm der minimale B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des Bor-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm, bevorzugt ≥ 90 %, besonders bevorzugt ≥ 95 %.
  • Unter B-Gehalt wird die Konzentration von Bor in Gewichtsprozent verstanden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls. Da der Wert von zum Beispiel ≥ 80 % ein relativer Wert von jeweils zwei B-Gehalten ist, muss der B-Gehalt aber nicht in Gewichtsprozent vorliegen, sondern kann beispielsweise auch in Volumen- oder Atomprozent angegeben sein.
  • Der B-Gehalt wird erfindungsgemäß mittels GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy, optische Glimmentladungsspektroskopie) bestimmt (Apparatur: GDA 750 HR der Fa. Spectruma Analytik GmbH). Dabei wird mit Hilfe eines Ar-Plasmas die Oberfläche des Probenmaterials (Stahl) abgetragen, die Probenatome werden in die Gasphase gebracht (Kathodenzerstäubung oder Sputtern) und dort spektroskopisch quantitativ bestimmt. So wird in jeder Tiefe, beispielsweise über einen Tiefenbereich von 0 - 500 µm, der B-Gehalt spektroskopisch gemessen. Es entsteht als Messergebnis ein sogenanntes B-Tiefenprofil. Auf diese Weise wird der B-Gehalt in jeder Tiefe ermittelt, beispielsweise über den Bereich von 0 - 500 µm Tiefe. Über den Quotienten der B-Gehalte in einer bestimmten Tiefe (zum Beispiel 10 µm) und in der Tiefe von 500 µm wird dann das Verhältnis bestimmt und so der Prozentwert ermittelt, der erfindungsgemäß≥ 80 % beträgt.
  • Weiter ist erfindungsgemäß bevorzugt zusätzlich der Bor-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 140 - 220 µm ≥ 80 % des Bor-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm. Sowohl in der Tiefe von 5 - 60 µm als auch in einer Tiefe von 140 - 220 µm ist der Bor-Gehalt unabhängig voneinander bevorzugt ≥ 90 %, weiter bevorzugt ≥ 95 %, weiter bevorzugt ≥ 98 %, noch weiter bevorzugt ≥ 100 %, am meisten bevorzugt 100 - 1000 % des Bor-Gehalts des Stahls in einer Tiefe von 500 µm, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird. Wenn beispielsweise der Bor-Gehalt (B-Konzentration) im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm 0,0030 - 0,0033 Gew.-% beträgt und in einer Tiefe von 500 µm 0,0033 Gew.-%, so wären das 90,9 % - 100 %.
  • Die anderen chemischen Elemente des Stahls werden wie üblich mit einer klassischen optischen Emmissionsspektrometrie an der Oberfläche eines Querschliffs des Bestandteils aus Stahl gemessen (sog. Stückanalyse). Die angegebenen Gewichtsprozente der chemischen Elemente des Stahls sind jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Stahls.
  • Untersuchungen der Legierungszusammensetzung an bekannten Bor-Stählen zeigten im Rahmen der Erfindung, dass es im Randbereich eine Bor-Verminderung gegenüber dem Bor-Gehalt in größeren Tiefen gibt. Ohne erfindungsgemäß daran gebunden zu sein, wird angenommen, dass der erfindungsgemäß niedrige bzw. verminderte Abfall in der Bor-Konzentration im Randbereich für einen überraschend geringen Härteabfall im Randbereich des Bestandteils aus Stahl und zu einer überraschenden Verminderung der Wasserstoffversprödung im Randbereich führt. Dies wird auf eine Kombination der erfindungsgemäßen Mengen an Zirkonium und den anderen Legierungselementen, beispielsweise Vanadium, zurückgeführt. Vorteilhaft für den geringen oder nicht vorhandenen Abfall in der Bor-Konzentration ist erfindungsgemäß neben der Zusammensetzung des Stahls auch die Wärmebehandlung beziehungsweise Vergütung am Ende des Herstellungsprozesses, insbesondere eine Salzbadvergütung, die zu diesen vorteilhaften Eigenschaften im Randbereich des Bestandteils aus Stahl in dem erfindungsgemäßen Bauteil führt.
  • Unter dem Randbereich wird insbesondere der Bereich in einer Tiefe von 0 - 300 Mikrometer, gemessen von der Stahloberfläche, verstanden.
  • Erfindungsgemäß wirkt insbesondere das Zirkonium in Kombination mit den anderen Legierungselementen dem Härteabfall im Randbereich entgegen und führt zu einer Verminderung der Wasserstoffversprödung im Randbereich.
  • Unter einer Verunreinigung wird im Sinne der Erfindung ein Element verstanden, das in einer Menge ≤ 0,01 Gew.-% vorhanden ist. Der Stahl umfasst unvermeidbare Verunreinigungen, jeweils in einer Menge ≤ 0,01 Gew.-%.
  • Des Weiteren wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, dass der Härteabfall im Randbereich der Bauteile besonders effektiv verringert werden kann, wenn das Verhältnis von (Zr + Ti + Al) zu N in einem Bereich von 2,7 bis 150, weiter bevorzugt 2,8 bis 130, besonders bevorzugt 3 bis 100 liegt. In die vorgenannte Formel werden die jeweiligen Gewichtsprozente von Zr, Ti, Al und N eingesetzt.
  • Das erfindungsgemäße Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl ist vorzugsweise ein Befestigungsmittel, besonders bevorzugt gewählt aus der Gruppe bestehend aus Schrauben, Muttern, Nieten, Bolzen und Ketten.
  • Unter einem Bestandteil aus Stahl im Sinne der Erfindung kann insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Teil des Bauteils, also ein Volumenbereich, aus Stahl ausgebildet ist. Bevorzugt ist es, dass der Bestandteil aus Stahl ≥ 80 Gew.-%, weiter bevorzugt ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 95 Gew.-% des Bauteils ausmacht. Dies bedeutet, dass das Bauteil ≥ 80 Gew.-%, weiter bevorzugt ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 95 Gew.-% aus Stahl besteht. Hierdurch kann eine besonders gute mechanische Festigkeit des Bauteils, insbesondere des Befestigungsmittels, erreicht werden. Besonders bevorzugt ist es, um die mechanische Festigkeit zu steigern, wenn der Bestandteil aus Stahl einstückig ist. Unter "einstückig" kann insbesondere verstanden werden, dass zumindest der einstückige Teil in einem Umformprozess geschaffen worden ist und/oder zusammenhängend ist.
  • Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere eine Schraube, ein hochfestes oder ultrahochfestes Bauteil, bevorzugt mit Festigkeiten ≥ 800 MPa (sogenannte hochfeste Bauteile), besonders bevorzugt über 1200 MPa, weiter bevorzugt ≥ 1400 MPa (sogenannte ultrahochfeste Bauteile), besonders bevorzugt 1200 - 1900 MPa, insbesondere 1400 - 1900 MPa. Festigkeitsklassen gemäß ISO 898-1 in ihrer im Januar 2021 gültigen Fassung. Bevorzugte hochfeste und ultrahochfeste Bauteile sind hochfeste oder ultrahochfeste Schrauben, Muttern, Kettenantriebe, Umformbauteile und/oder Strukturbauteile. Weiter oder alternativ bevorzugt ist das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere das hochfeste oder ultrahochfeste Bauteil, bevorzugt ein geschweißtes Bauteil, ein additiv-gefertigtes Bauteil oder ein einsatzgehärtetes Bauteil.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem erfindungsgemäßen Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl der Bestandteil beziehungsweise der Stahl wärmebehandelt, eine sogenannte Vergütung, beispielsweise durch eine Salzbadvergütung, um ein bevorzugtes Gefüge einzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gefüge des Stahls ≥ 70 Vol.-%, weiter bevorzugt ≥ 80 Vol.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Vol.-% bainitisch und/oder martensitisch, insbesondere nach einer Vergütung wie beispielsweise einer Wärmebehandlung. Der Anteil der Gefüge in Volumenprozent kann beispielsweise in mikroskopischen Aufnahmen von Schliffbildern ermittelt werden, da die Flächen im Durchschnitt über mehrere Schliffbilder die Volumina widerspiegeln. Dazu werden in mehreren Schliffbildern die Flächen ermittelt und das arithmetische Mittel gebildet. Da die Dichten der Gefüge des Stahls relativ ähnlich sind, ist es auch bevorzugt, dass das Gefüge des Stahls ≥ 70 Gew.-%, weiter bevorzugt ≥ 80 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Gew.-% bainitisch und/oder martensitisch ist. Auch bevorzugt ist der Anteil an Austenit (Restaustenit) ≤ 20 Vol.-% oder Gew.-%, insbesondere ≤ 10 Vol.-% oder Gew.-%. Diese Gefüge verleihen dem erfindungsgemäßen Bauteil eine besonders hohe Festigkeit und Zähigkeit. Sie können einer hohen und auch häufig dynamischen axialen Spannung ausgesetzt werden. Vor der Vergütung ist das Gefüge des erfindungsgemä-βen Bauteils vorzugsweise ≥ 90 Vol.-% ferritisch und/oder perlitisch. Bevorzugt ist das Gefüge des erfindungsgemäßen Bauteils vor der Vergütung ≥ 90 Gew.-% ferritisch und/oder perlitisch.
  • Weiter bevorzugt ist das erfindungsgemäße Bauteil ein umgeformtes Bauteil. Unter einem umgeformten Bauteil ist insbesondere ein Bauteil zu verstehen, welches mittels eines Umformschrittes, insbesondere einem Kaltumformverfahren, umgeformt wurde. Gerade bei einem Umformbauteil ohne eine Wärmebehandlung ist die Verminderung einer Wasserstoffversprödung vorteilhaft, denn bei umgeformten Bauteilen besteht bereits ein gewisses Maß an Sprödigkeit durch die aufgestauten Waldversetzungen (z. B. zwei oder mehr Versetzungen, die auf unterschiedlichen Gleitebenen quer oder senkrecht aufeinander auflaufen).
  • Ein oben genanntes Strukturbauteil im Sinne der Erfindung liegt insbesondere dann vor, wenn es sich bei dem Bauteil um ein lasttragendes Bauteil handelt. Dieses Strukturbauteil verfügt insbesondere über zwei Lasteinleitungsabschnitte, welche vorteilhafterweise lasteinleitende Strukturen, wie z.B. Montageausnehmungen oder -durchbrüche, aufweisen, und einen zwischen den Lasteinleitungsabschnitten angeordneten Übertragungsbereich, welcher eine Last, insbesondere eine Biegelast und/oder Zuglast, von dem einem Lasteinleitungsabschnitt auf den anderen Lasteinleitungsabschnitt übertragen kann und/oder überträgt.
  • Die Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Wasserstoffversprödung wird darauf zurückgeführt, ohne erfindungsgemäß daran gebunden zu sein, dass in dem Bauteil zusätzliche Anbindungsstellen von diffusiblem Wasserstoff in der Mikrostruktur, insbesondere einer wärmebehandelten Mikrostruktur des Stahls geschaffen werden, insbesondere durch ausscheidungsbildende Elemente wie Al, Cu, Mo, V, Zr, Ti, B mit C, N, O, Si und/oder aufgrund des durch Wärmebehandlung eingestellten Gefüges.
  • Wie oben beschrieben ist das erfindungsgemäße Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl in einer bevorzugten Ausführungsform ein Befestigungsmittel. Die erfindungsgemäßen Befestigungsmittel können insbesondere kraftschlüssige Befestigungsmittel sein, wie Schrauben, Bolzen oder Muttern. Kraftschlüssige Befestigungsmittel zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese einen Gewindeabschnitt zum Verspannen oder Befestigen aufweisen, insbesondere mit einem Außengewinde oder einem Innengewinde. Beispielsweise kann der Gewindeabschnitt daher ein Außengewinde oder ein Innengewinde sein. Vorteilhafterweise ist dieser Gewindeabschnitt dabei in einem Bestandteil des Befestigungsmittels eingebracht, welcher aus Stahl ist. Zweckmäßigerweise kann das Befestigungsmittel einen Schaftbereich aufweisen. Dieser Schaftbereich kann angrenzend zu dem Gewindeabschnitt und/oder einem Antriebsbereich, insbesondere einem Kopf, des Befestigungsmittels ausgebildet sein. Vorzugsweise kann der Schaftbereich gewindelos ausgebildet sein und/oder als ein zylindrischer Abschnitt ausgebildet sein. Der Durchmesser des Schafts kann dabei größer, geringer oder gleich dem Gewindedurchmesser im Gewindeabschnitt sein. Bei den Schrauben handelt es sich vorteilhafterweise um hochfeste oder ultrahochfeste Schrauben.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bauteil eine hochfeste oder ultrahochfeste Schraube. Unter einer hochfesten Schraube wird eine Schraube mit einer Zugfestigkeit von mindestens 800 MPa verstanden. Hochfeste Schrauben sind beispielsweise Schrauben der Festigkeitsklassen 8.8, 10.9 und 12.9. Insbesondere entsprechen die Festigkeitsklassen der Erfindung dabei der ISO 898-1 in ihrer im Januar 2021 gültigen Fassung. Unter einer ultrahochfesten Schraube wird eine Schraube mit einer Zugfestigkeit insbesondere von mindestens 1200 MPa und/oder vorteilhafterweise von mindestens 1400 MPa verstanden. Ultrahochfeste Schrauben sind beispielsweise Schrauben der Festigkeitsklassen 12.8, 12.9, 14.8, 14.9, 15.8, 15.9, 16.8, 16.9, 17.8 und 12.8U, 12.9U, 14.8U, 14.9U, 15.8U, 15.9U, 16.8U, 17.8U. Eine hochfeste Schraube ist eine Schraube, die mindestens hochfest ist, sie kann aber auch ultrahochfest sein. Vorzugsweise handelt es sich um eine hochfeste oder ultrahochfeste Schraube mit einer Festigkeit über 1000 MPa. Die Schraube kann dabei einen Kopf mit Werkzeugangriffsflächen aufweisen, wobei diese Werkzeugangriffsflächen insbesondere einen Innen- oder einen Außensechskant miteinander ausbilden.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils. Zur Herstellung werden einem Stahl zunächst in bekannter Weise die einzelnen Legierungselemente zulegiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einem Bestandteil aus Stahl umfasst die Schritte:
    • Bereitstellen eines Stahls mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung,
    • anschließendes Formen eines Bauteils mit einem Bestandteil aus dem Stahl und
    • optional Wärmebehandeln.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einem Bestandteil aus Stahl umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform die Schritte:
    1. a) Bereitstellen eines Stahls mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung
    2. b) Walzen, insbesondere thermomechanisches Walzen des Stahls
    3. c) Herstellen eines Drahtes oder einer Stange des Stahls,
    4. d) optional GKZ-Glühen,
    5. e) Drahtziehen,
    6. f) Umformen und
    7. g) optional Wärmebehandeln.
  • Die oben genannten Schritte werden in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. In jedem Schritt wird das aus dem unmittelbar davorliegenden Schritt erhaltene Produkt weiterverarbeitet.
  • Das bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil einer ressourcenschonenden und kosteneffizienten Prozessroute, da beispielsweise ein Walzdraht direkt verarbeitet werden kann, ohne dass dazwischen ein GKZ-Glühen erforderlich ist. Es kann so die Einstellung eines Ferrit-Perlit-Gefüges im Walzdrahtzustand mittels TM-Walzen (thermomechanisches Walzen) erreicht werden. Bevorzugt wird im Schritt b) ein thermomechanisches Walzen durchgeführt. Besonders bevorzugt ist ein thermomechanisches Walzen bei dem das Material mit einer Endformtemperatur in einem Bereich von Ar3 - 50 °C und + 100 °C gewalzt wird, wobei Ar3 in Fe-C Diagramm als Austenit-proeutektoide Umwandlungstemperatur bezeichnet wird. Besonders bevorzugt wird dabei ein Gefüge überwiegend aus Ferrit und Perlit erzeugt, insbesondere mit mittlerer Sekundärkorngroße 8 oder feiner nach ASTM E112.
  • Unter GKZ-Glühen (Glühen auf kugeligen Zementit) wird ein Erwärmen mit dem Ziel der kugeligen Bildung von Zementit verstanden. Im Schritt d), dem optionalen GKZ-Glühen, ist es bevorzugt, dass der Stahl für 6 - 10 Stunden, vorzugsweise 7 - 9 Stunden, beispielsweise 8 Stunden, mit einer Haltetemperatur von 700 - 750 °C, beispielsweise 735 °C, geglüht wird. Anschließend wird bevorzugt auf unter 100 °C abgekühlt, besonders bevorzugt unter 50 °C, insbesondere auf Raumtemperatur. Durch das Glühen (Erwärmen) wird vorteilhafterweise ein Gefüge aus Ferrit und kugeligem Zementit erhalten.
  • An das Umformen und/oder die optionale Wärmebehandlung können sich weitere Schritte anschließen, insbesondere ein Vergütungsschritt, wobei die bekannten Vergütungen von Stählen in Frage kommen. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann ein Vergütungsschritt auch während und/oder zeitgleich mit dem Wärmebehandlungsschritt erfolgen. In anderen Worten kann das Vergüten und das Erwärmen in einem Schritt gemeinsam erfolgen. Das optionale Wärmebehandeln und/oder Vergüten im Schritt g) ist vorzugsweise ein Salzbadvergüten, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 200 - 450 °C für 10 Minuten bis 3 Stunden.
  • Das Gefüge des Bestandteils aus Stahl ist nach dem Walzen im Schritt b), insbesondere einem thermomechanischen Walzen, und vor dem Wärmebehandeln in Schritt f) vorwiegend ferritisch-perlitisch, bainitisch, und/oder ein Mischgefüge. Vorzugsweise ist das Gefüge des Stahls ≥ 80 Vol.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Vol.-% ferritisch-perlitisch, bainitisch und/oder ein Mischgefüge. Nach dem Wärmebehandeln ist das Gefüge des Bestandteils in einer bevorzugten Ausführungsform vorwiegend martensitisch und/oder bainitisch, wie oben beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gefüge des Bestandteils aus Stahl im erfindungsgemäßen Bauteil ≥ 70 Vol.-%, weiter bevorzugt ≥ 80 Vol.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Vol.-% bainitisch oder martensitisch, wie oben beschrieben. Weiter ist es bevorzugt, dass das Gefüge des Stahls im Randbereich, insbesondere der Bereich von der Oberfläche des Bestandteils aus Stahl bis zu einer Tiefe von 15 µm, bevorzugt bis zu 12 µm, besonders bevorzugt bis zu 10 µm, gemessen senkrecht von der Oberfläche des Bestandteils aus Stahl, überwiegend ferritisch und/oder perlitisch ist, bevorzugt ≥ 80 Vol.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Vol.-% ferritisch und/oder perlitisch. Der Stahl unterhalb der oben genannten Tiefen, d.h. unterhalb einer Tiefe von 15 µm, bevorzugt unterhalb einer Tiefe von 12 µm, besonders bevorzugt unterhalb einer Tiefe von 10 µm hat vorzugsweise das oben beschriebene Gefüge, d.h. vorzugsweise ≥ 70 Vol.-%, weiter bevorzugt ≥ 80 Vol.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Vol.-% bainitisch oder martensitisch.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Bestandteil aus Stahl im Randbereich, insbesondere in einer Tiefe von 30-100 µm, bevorzugt 50-150 µm, gemessen von der Oberfläche senkrecht zur Oberfläche des Bestandteils aus Stahl, eine Vickers-Härte von ≥ 350 HV 0,3, weiter bevorzugt ≥ 400 HV 0,3, besonders bevorzugt ≥ 430 HV 0,3, insbesondere ≥ 450 HV 0,3.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Bestandteil aus Stahl in einer Tiefe von 30 - 100 µm, bevorzugt 40 - 120 µm, besonders bevorzugt 50 - 150 µm, gemessen von der Oberfläche senkrecht zur Oberfläche des Bestandteils aus Stahl, eine Vickers-Härte, die weniger als 150 HV 0,3 unter der Vickers-Härte HV 0,3 des Bestandteils aus Stahl in einer Tiefe von 300 - 400 µm liegt, insbesondere in einer Tiefe von 400 µm, besonders bevorzugt in einer Tiefe von ¼ des Durchmessers des Bestandteils aus Stahl. Dies beschreibt den erfindungsgemäß bevorzugten, verminderten Härteabfall im Randbereich des Stahls im Vergleich zum Kernbereich. Weiter bevorzugt hat der Bestandteil aus Stahl in einer Tiefe von 30 - 100 µm, bevorzugt 40 - 120 µm, besonders bevorzugt 50 - 150 µm, gemessen von der Oberfläche senkrecht zur Oberfläche des Bestandteils aus Stahl, eine Vickers-Härte, die weniger als 100 HV 0,5, weiter bevorzugt weniger als 60 HV 0,5, insbesondere weniger als 30 HV 0,5, unter der Vickers-Härte HV 0,5 des Bestandteils aus Stahl in einer Tiefe von 300 - 400 µm liegt, ebenfalls gemessen von der Oberfläche in die Tiefe des Bestandteils aus Stahl, senkrecht zur Oberfläche des Bestandteils aus Stahl, insbesondere in einer Tiefe von 400 µm, besonders bevorzugt in einer Tiefe von ¼ des Durchmessers des Bestandteils aus Stahl.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Vorteilhafterweise kann das Bauteil und/oder der Bestandteil aus Stahl auch die vorgenannten Merkmale in Hinblick auf das Verfahren aufweisen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die genannten Vorteile von Merkmalen oder von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen von unterschiedlichen Patentansprüchen ist abweichend von den gewählten Rückbezügen der Patentansprüche möglich.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren weiter erläutert.
    • Fig. 1 zeigt den Härteverlauf im Randbereich einer erfindungsgemäßen Schraube.
    • Fig. 2 zeigte den Härteverlauf im Randbereich einer Schraube des Standes der Technik.
  • In Fig. 1 ist die Härte des Stahls abhängig vom Randabstand, gemessen senkrecht zur Oberfläche, einer erfindungsgemäßen Schraube zu sehen und es zeigt sich, dass nur ein geringer Härteabfall vorliegt.
  • In Fig. 2 ist der Härteverlauf des Stahls im Randbereich einer bainitisch wärmebehandelten B-legierten Schraube zu sehen, wobei ein herkömmlicher B-legierter Stahl eingesetzt wurde. Es ist zu sehen, dass im Randbereich ein deutlicher Härteabfall in Verbindung mit einer größeren Härteabfalltiefe vorliegt, gemessen senkrecht zur Oberfläche der Schraube.
  • Das obige Beispiel gemäß Fig. 1 und das Vergleichsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt somit den vorteilhaften Effekt der erfindungsgemäßen Stahlzusammensetzung in dem Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl.

Claims (15)

  1. Bauteil mit einem Bestandteil aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl
    0,30 - 0,50 Gew.-% C,
    0,05 - 1,3 Gew.-% Mn,
    0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    0,01 - 0,8 Gew.-% Si,
    0,3 - 1,5 Gew.-% Cr,
    0,005 - 0,40 Gew.-% V,
    0,0008 - 0,0050 Gew.-% B,
    0,02 - 0,35 Gew.-% Al,
    0,0001 - 0,0200 Gew.-% N,
    0,01 - 0,08 Gew.-% Ti, und
    0,0030 - 0,0800 Gew.-% Zr;
    optional
    0,01 - 0,20 Gew.-% Mo,
    0,01 - 0,50 Gew.-% Ni,
    0,01 - 0,50 Gew.-% Cu,
    0,0010 - 0,0100 Gew.-% Ca,
    0,01-0,10 Gew.-% Bi,
    0,01-0,30 Gew.-% Co,
    0,01-0,06 Gew.-% Nb,
    0,01-0,40 Gew.-% Pb,
    0,01-0,10 Gew.-% Se,
    0,01-0,10 Gew.-% Te,
    0,01-0,3 Gew.-% W,
    0,01-0,04 Gew.-% As,
    0,01-0,20 Gew.-% Ta,
    0,01-0,20 Gew.-% Ce,
    0,01-0,50 Gew.-% Sn,
    0,01-0,40 Gew.-% Sb,
    0,01-0,20 Gew.-% Hf, und/oder
    ein oder mehrere Lanthanoide, jeweils in einer Menge von 0,01 - 0,02 Gew.-%;
    den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, wobei jede unvermeidbare Verunreinigung ≤ 0,01 Gew.-% ausmacht und wobei der Bestandteil des Bauteils eine Stahloberfläche aufweist und der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird.
  2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 5 - 60 µm ≥ 90 %, bevorzugt ≥ 95 %, des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt.
  3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 140 - 220 µm ≥ 80 % des B-Gehalts im Stahl in einer Tiefe von 500 µm beträgt, wobei die Tiefe senkrecht zur Stahloberfläche gemessen wird.
  4. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der B-Gehalt im Stahl in einer Tiefe von 140 - 220 µm ≥ 90 %, bevorzugt ≥ 95 %, des B-Gehalts des Stahls in einer Tiefe von 500 µm beträgt.
  5. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus den angegebenen Komponenten besteht.
  6. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl
    0,30 - 0,46 Gew.-% C,
    0,3 - 1,3 Gew.-% Mn,
    0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    0,01 - 0,60 Gew.-% Si,
    0,3 - 1,3 Gew.-% Cr,
    0,005 - 0,35 Gew.-% V,
    0,0012 - 0,0050 Gew.-% B,
    0,02 - 0,25 Gew.-% Al,
    0,0020 - 0,0150 Gew.-% N,
    0,014 - 0,060 Gew.-% Ti, und
    0,0050 - 0,0500 Gew.-% Zr;
    optional
    0,01 - 0,16 Gew.-% Mo,
    0,01 - 0,40 Gew.-% Ni,
    0,01 - 0,30 Gew.-% Cu, und/oder
    0,0010 - 0,0080 Gew.-% Ca;
    den Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, bevorzugt daraus besteht.
  7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl besteht aus
    0,30 - 0,50 Gew.-% C,
    0,05 - 1,3 Gew.-% Mn,
    0,001 - 0,015 Gew.-% P,
    0,001 - 0,015 Gew.-% S,
    0,01 - 0,8 Gew.-% Si,
    0,3 - 1,5 Gew.-% Cr,
    0,005 - 0,40 Gew.-% V,
    0,0008 - 0,0050 Gew.-% B,
    0,02 - 0,35 Gew.-% Al,
    0,0001 - 0,0200 Gew.-% N,
    0,01 - 0,08 Gew.-% Ti, und
    0,0030 - 0,0800 Gew.-% Zr;
    optional
    0,01 - 0,20 Gew.-% Mo,
    0,01 - 0,50 Gew.-% Ni,
    0,01 - 0,50 Gew.-% Cu,
    0,0010 - 0,0100 Gew.-% Ca,
    0,01-0,10 Gew.-% Bi,
    0,01-0,30 Gew.-% Co,
    0,01-0,06 Gew.-% Nb,
    0,01-0,40 Gew.-% Pb,
    0,01-0,10 Gew.-% Se,
    0,01-0,10 Gew.-% Te,
    0,01-0,3 Gew.-% W,
    0,01-0,04 Gew.-% As,
    0,01-0,20 Gew.-% Ta,
    0,01-0,20 Gew.-% Ce,
    0,01-0,50 Gew.-% Sn,
    0,01-0,40 Gew.-% Sb,
    0,01-0,20 Gew.-% Hf, und/oder
    einem oder mehreren Lanthanoid(en), jeweils in einer Menge von 0,01 - 0,02 Gew.-%;
    dem Rest Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei jede Verunreinigung ≤ 0,01 Gew.-% ausmacht.
  8. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (Zr + Ti + Al) / N in einem Bereich von 2,7 bis 150, bevorzugt von 3 bis 100 liegt.
  9. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil aus Stahl in einer Tiefe von 30 - 100 µm, bevorzugt 40 - 120 µm, besonders bevorzugt 50 - 150 µm, gemessen von der Oberfläche senkrecht zur Oberfläche des Bestandteils aus Stahl, eine Vickers-Härte aufweist, die weniger als 150 HV 0,3, bevorzugt weniger als 100 HV 0,3, besonders bevorzugt weniger als 60 HV 0,3, insbesondere weniger als 30 HV 0,3 unter der Vickers-Härte HV 0,3 des Bestandteils aus Stahl in einer Tiefe von 400 µm liegt.
  10. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Befestigungsmittel ist, bevorzugt gewählt aus der Gruppe bestehend aus Schrauben, Muttern, Nieten, Bolzen und Ketten.
  11. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl zumindest 90 Gew.-% des Bauteils ausmacht und/oder das Bauteil eine Zugfestigkeit gemäß ISO 898-1:2021 von ≥ 800 MPa, bevorzugt ≥ 1400 MPa aufweist.
  12. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge des Stahls nach einer Vergütung ≥ 90 Vol.-% bainitisch und/oder martensitisch ist.
  13. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge des Stahls ohne Vergütung ≥ 90 Vol.-% ferritisch-perlitisch ist.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte
    - Bereitstellen eines Stahls mit einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 - 3
    - Formen eines Bauteils mit einem Bestandteil aus dem Stahl und
    - optional Wärmebehandeln.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst
    a) Bereitstellen eines Stahls mit einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 - 8,
    b) Walzen, insbesondere thermomechanisches Walzen des Stahls,
    c) Herstellen eines Drahtes oder einer Stange des Stahls,
    d) optional Erwärmen für 6 - 10 Stunden auf 700 - 750 °C,
    e) Drahtziehen,
    f) Umformen und
    g) optional Wärmebehandeln und/oder Vergüten, insbesondere Salzbadvergüten.
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