WO2020193531A1 - Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlwerkstoffverbunds mit unterschiedlichen eigenschaften - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlwerkstoffverbunds mit unterschiedlichen eigenschaften Download PDF

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WO2020193531A1
WO2020193531A1 PCT/EP2020/058125 EP2020058125W WO2020193531A1 WO 2020193531 A1 WO2020193531 A1 WO 2020193531A1 EP 2020058125 W EP2020058125 W EP 2020058125W WO 2020193531 A1 WO2020193531 A1 WO 2020193531A1
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steel material
steel workpiece
workpiece
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PCT/EP2020/058125
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Vanessa WOLSKE
Tobias Vetter
Rainer FECHTE-HEINEN
Jens-Ulrik Becker
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hot-rolled steel material composite with different properties.
  • the invention also relates to a hot-rolled steel material composite with different properties.
  • the invention also relates to a use of the hot-rolled steel material composite.
  • a first and at least one second flat product are provided, the flat products differing from one another with regard to at least one property.
  • the flat products are stacked on top of one another, with at least the surfaces of the flat products that are assigned to one another and to be connected being cleaned and / or processed to remove them before they are stacked on top of one another.
  • the individual flat products are at least regionally welded to one another to produce a flat product package.
  • the flat product package is heated to at least one initial hot rolling temperature and then hot rolled to form a hot strip, the hot strip then being able to be cut into sheets or coiled into a bundle, cf. Patent DE 10 2005 006 606 B3.
  • the flat products built into a flat product package which consist of different materials / layers and are especially welded all round and thus fixed, are transported together through the roll gap of a roll stand and thus reduced in thickness. The thickness is further reduced with each stitch.
  • symmetry means the equilibrium of the layers involved with regard to their deformation behavior.
  • a multi-layer composite material only makes technical sense if the properties of the combined composite partners (core layer and top layer) are different, so that the behavior of the individual composite partners during rolling can also be different. This can in particular at the deformation resistance, the Deformation or flow behavior, the transformation behavior and factors such as flattening / sticking to the rollers and more, such as high-temperature strength, can be determined or determined.
  • the top layers of a multi-layer material composite are identical in terms of their properties or their proportion (thickness of the layer), they will behave in the same way and there will be no problems because any differences between the top layer material and the core layer material in the above-mentioned properties will equally affect the core layer and in their effect largely balance out due to the above-mentioned symmetry or, in the case of the factors friction, sticking / adhesion to the rollers, only the (similar) top layers are in contact with the rollers and thus no seriously different conditions at the top and bottom Rule the lower roll of a roll stand. As long as the top layer materials are not too different or as long as the layer thicknesses of the two top layers do not differ too widely from one another, there are no significant impairments of the rolling process even with slightly asymmetrical material composites of three or more layers.
  • Symmetrical steel material composites in particular three-layer steel material composites, can have a low toughness compared to the core layer, for example due to the high hardness of their cover layers on both sides.
  • this can lead to undesirable flaking on the side facing away from the load, so that for applications in the area of safety and wear, a significantly higher hardness for the loaded side (top layer) would be desirable, while a tough, unloaded side (back layer ) can be helpful for processing such as machining, cold forming, welding, etc. as well as in use with impact wear or ballistic stress (blasting).
  • the invention is therefore based on the object of providing a flat product package and of specifying a method for producing a hot-rolled steel composite with which the disadvantages of the prior art can be overcome, in particular an uncontrolled deformation during hot rolling can be essentially suppressed, as well as a hot-rolled Specify the steel composite which is easier to process.
  • the process for the production of a steel composite comprises the following steps:
  • the at least two steel workpieces Connecting the at least two steel workpieces to form a flat product package with a length, width and thickness, the at least one steel workpiece with the second property having a smaller dimension compared to the length, width and thickness of the flat product package, the at least one steel workpiece with the first Property corresponds to at least the length, the width and / or the thickness of the flat product package, the reference surfaces of the at least two steel workpieces being positioned relative to one another and forming a circumferential gap, via which the at least two steel workpieces at least partially together are connected so that the at least one steel workpiece with the first property surrounds the at least second steel workpiece with the second property in a plane circumferentially,
  • At least one steel workpiece with a first property and at least one steel workpiece with a second property are provided, the first property differing from the second property, the at least one steel workpiece with the second property having an externally circumferential reference surface and the at least a steel workpiece with the first property have at least one internal circumferential reference surface, which at least two steel workpieces are connected to one another to form a flat product package with a length, width and thickness, the at least one steel workpiece with the second property having a smaller dimension compared to the length, width and thickness of the flat product package, wherein the at least one steel workpiece with the first property corresponds to at least the length, the width and / or the thickness of the flat product package, the reference surfaces of the at least two Stahlwe rk Cultures are positioned to each other and form a circumferential gap, via which the at least two steel workpieces are connected at least in sections so that the at least one steel workpiece with the first property surrounds the at least second steel workpiece with the second property
  • the inventors have found that material-specific differences with regard to the properties of the steel workpieces provided during hot rolling in the longitudinal and transverse directions in a reversing stand to form a steel material composite can be compensated for by the targeted construction of the flat product package and / or at least the plasticization and / or increase in volume can be controlled as far as possible that the flat product package respectively the steel material composite can be hot-rolled.
  • the flat product package is heated to at least one initial hot rolling temperature, for example in a flubber beam furnace or by other suitable means, in which the most complete possible flomogenization is ensured within the respective steel workpieces and in which any precipitates that may have formed in the manufacturing process of the steel workpieces are as complete as possible dissolve.
  • the heating or thorough heating of the flat product package is carried out in particular at a temperature at which the microstructure in the respective steel workpieces of the flat product package consists essentially entirely of austenite, in particular at a temperature above Ac3, preferably above Ac3 + 50K, in order to ensure that a completely austenitic microstructure is present.
  • a temperature of at least 1100 ° C. is particularly preferred.
  • the holding or heating temperature should not exceed a temperature of 1300 ° C in order to avoid partial melting of the steel workpieces.
  • the holding or heating temperature is preferably limited to a maximum of 1260 ° C.
  • the heated flat product package is fed to a reversing stand for longitudinal and transverse hot rolling and is hot rolled to form a steel material composite at a final rolling temperature of between 600 and 1250 ° C.
  • a final rolling temperature of at least 800 ° C is selected so as not to let the deformation resistance increase too much, in particular at least 900 ° C, preferably at least 950 ° C, as the final rolling temperature set in order to use the grain-refining effect of the recrystallization after the roller passes as reliably as possible.
  • a final rolling temperature of a maximum of 1100 ° C was selected.
  • the end rolling temperature is preferably limited to a maximum of 1050 ° C.
  • the rolling into a hot strip is preferably carried out at a final rolling temperature between 750 and 1000 ° C.
  • the final rolling temperature during rolling is set to at least 850 ° C. to ensure the highest possible austenite content, and preferably to at least 880 ° C. to ensure recrystallization.
  • final rolling temperatures of a maximum of 950 ° C. are preferably selected, and a maximum of 930 ° C. is particularly preferably selected to avoid the undesired formation of coarse grains.
  • Properties are mechanical parameters, at least one of the following parameters, such as tensile strength, hardness, elongation at break, yield stress, deformation resistance; Coefficient of friction; High temperature strength; To understand linear expansion, chemical composition of the respective steel workpiece.
  • the one steel workpiece with the first property corresponds to at least the length, width and thickness of the flat product package and has at least one recess with an internally circumferential reference surface which is dimensioned such that the at least one steel workpiece with the second property and its externally circumferential Reference surface can be received essentially completely in the recess and the reference surfaces can be positioned relative to one another.
  • a particularly stable flat product package can be provided, in particular if the thickness of the at least one steel workpiece with the second property is at least half less than the thickness of the flat product package.
  • the thickness of the at least one steel workpiece with the second property preferably corresponds to a maximum of 1/3, preferably up to a maximum of 1/4, particularly preferably up to a maximum of 1/5 of the thickness of the flat product package.
  • the at least one recess is machined into the steel workpiece with the first property, in particular by milling, planing or other / further mechanically abrasive processes.
  • a first steel workpiece with the first property corresponds at least to the length and the width of the flat product package
  • a second steel workpiece with the first property being provided
  • the second steel workpiece with the first property has the shape of a frame with at least one opening which has an internally circumferential reference surface, wherein the at least one opening is dimensioned such that the at least one steel workpiece with the second property and its externally circumferential reference surface can be received substantially completely in the at least one opening and the reference surfaces can be positioned relative to one another
  • the second steel workpiece with the first property and the at least one steel workpiece with the second property are connected to one another at least in sections via the gap formed by the reference surfaces and the second steel workpiece with the first E.
  • the reference surfaces are preferably aligned correspondingly and at least in sections at an angle to the perpendicular of the flat product package, thereby forming a type of chamfer which is an angle between 0.1 ° and 45 °, in particular between 2 ° and 40 °, preferably between 5 ° and 30 ° , preferably between 10 ° and 20 °.
  • the angle or bevel can be different depending on the steel material combination and construction. The angle or the bevel can be used to set a continuous instead of abrupt (without bevel or with vertical reference surfaces) transition between the different steel materials during rolling.
  • the at least one opening is made in the second steel workpiece with the first property by means of cutting, for example by means of flame cutting, water jet cutting, laser beam cutting or other / further suitable methods.
  • the at least one steel workpiece with the first property and the at least one steel workpiece with the second property are completely circumferential and in particular gas-tight over the gap formed by the reference surfaces and / or the second steel workpiece with the first property with the first steel workpiece with the first Property completely connected to one another in a gas-tight manner along the circumference of the flat product package.
  • a gas-tight, cohesive one preferably takes place Connection, so it can be ensured that, especially during the heating of the flat product package, no furnace atmosphere and / or air gets between the steel workpieces of the flat product package, which would lead to disadvantages during rolling, in particular to the rolling-in of particles and / or oxides.
  • the at least one steel workpiece with the second property has a higher carbon content than the at least one steel workpiece with the first property.
  • the at least one steel workpiece with the first property consists of a steel material with the following chemical elements in% by weight:
  • Si 0.05 to 0.8%; in particular 0.1 to 0.5%;
  • Mn 0.3 to 1.5%; in particular 0.6 to 1.2%;
  • N 0.1%; in particular up to 0.01%; and optionally one or more of the elements (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, H, As, Ca, Al) with
  • Nb up to 0.2%; in particular 0.01 to 0.05%;
  • V to 0.2%; in particular up to 0.1%;
  • B to 0.1%; in particular 0.0010 to 0.0050%;
  • H to 0.01%; in particular up to 0.0010%;
  • the at least one steel workpiece with the second property consists of a steel material with the following chemical elements in% by weight:
  • Si 0.05 to 0.8%; in particular 0.1 to 0.5%;
  • Mn 0.3 to 1.5%; in particular 0.5 to 1.1%;
  • N 0.1%; in particular up to 0.02%; and optionally one or more of the elements (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, Fl, As, Ca, Al) with
  • Nb up to 0.2%; in particular up to 0.05%;
  • V 0.5%; in particular up to 0.3%;
  • Ni up to 0.5%; in particular up to 0.3%;
  • B to 0.1%; in particular up to 0.0050%;
  • AI up to 0.2%; in particular up to 0.15%;
  • the object is achieved according to a second aspect of the invention by a hot-rolled steel material composite with the features of claim 11.
  • the hot-rolled steel material composite has a longitudinal extension, a transverse extension and a thickness and is in particular produced by the method according to the invention.
  • the steel material composite consists of a steel material with a first property and a steel material with a second property, the first property differing from the second property, the steel material with the second property being integrated in one or more areas within the steel material with the first property , wherein the one or the regions have a dimension which is smaller than the longitudinal extension, transverse extension and thickness of the steel material composite.
  • a steel material composite can advantageously be provided which has a property profile with the first that is uniform at least in sections, in particular all around the steel material with the second property Has property, so that advantageously the steel material composite is at least locally machinable and / or joinable, in particular bendable, weldable and / or machinable in its longitudinal extent and / or transverse extent, and can thus have locally comparable properties to a monolithic material. If necessary, the area or areas can be partially separated in the longitudinal and / or transverse extension of the steel material composite or circumferentially around the steel material with the second property on the steel material composite.
  • the one or the regions of the steel material with the second property has a higher carbon content than the steel material with the first property.
  • Carbon correlates with the hardness, in particular with appropriate heat treatment of the steel material composite, so that areas with a higher hardness that are individually adapted to the application can be provided.
  • the hot-rolled steel material composite can be in the form of a sheet metal with a thickness between 3 and 150 mm, in particular between 8 and 150 mm, preferably between 15 and 150 mm, or in the form of a hot strip with a thickness between 1.5 and 25 mm, in particular between 6 and 25 mm, preferably between 8 and 20 mm.
  • a sheet metal with a thickness between 3 and 150 mm, in particular between 8 and 150 mm, preferably between 15 and 150 mm, or in the form of a hot strip with a thickness between 1.5 and 25 mm, in particular between 6 and 25 mm, preferably between 8 and 20 mm.
  • the object is achieved according to a third aspect of the invention by using a hot-rolled steel material composite with the features of claim 16.
  • blanks or blanks can be worked out or cut or cut from the sheet metal or hot strip, which can be flat or shaped, depending on the component design, also with narrow bending radii, by cold forming, especially in wear or safety applications.
  • Components for agricultural or construction machinery are subject to very high abrasive wear due to their intended use.
  • Components for ballistic use must also meet the corresponding requirements.
  • the design aspect is becoming increasingly important for these components as well.
  • Conventional, conventional, hardened steels are unsuitable here, especially when implementing narrow beige radii, because they have the required strength but lack the necessary formability.
  • Composite materials with several layers, each layer being monolithic in its extension / plane, allows better formability, but can only be further processed to a limited extent.
  • both high strengths and, compared to the conventional design, improved formability and further processability are achieved, especially if, for example, the area or areas with a higher Carbon content (steel material with the second property, high hardness) is surrounded or enclosed by the steel material with the first property and lower carbon content (lower hardness), so that areas of different hardness are provided, the further processing preferably in the area of the steel material with the first Property (lower hardness) can be performed.
  • FIG. 5 a third exemplary embodiment of a steel material composite in a schematic top view (5a), a schematic cross-sectional view along the line AA (5b) drawn in FIG. 5a and a schematic cross-sectional view of a component formed into a profile from the steel material composite from FIG. 5b (5c ).
  • a first embodiment for the construction of a flat product package (1) is shown in a perspective view.
  • a first steel workpiece (2.2) and a second steel workpiece (2.1) with a first property and a steel workpiece (3) with a second property are provided.
  • the steel workpieces (2.1, 2.2, 3) are connected to form a flat product package (1) with a length (L), width (B) and thickness (D), right illustration in Fig. 1.
  • the first property differs from the second Property, in particular with regard to the chemical composition of the steel workpieces (2.1, 2.2, 3), the steel workpiece (3) with the second property preferably has a higher carbon content than the steel workpieces (2.1, 2.2) with the first property.
  • the two steel workpieces (2.1, 2.2) preferably have the same chemical composition.
  • the steel workpiece (3) with the second property has an outer circumferential reference surface (3.1).
  • the at least one steel workpiece, in particular the second steel workpiece (2.1) with the first property has at least one internal circumferential reference surface (2.11).
  • the first steel workpiece (2.1) with the first property corresponds at least to the length (L) and the width (B) of the flat product package (1).
  • the second steel workpiece (2.1) with the first property has the shape of a frame at least one opening (2.3) which has an internally circumferential reference surface (2.11), the at least one opening (2.2) being dimensioned such that the at least one steel workpiece (3) with the second property and its externally circumferential reference surface (3.1 ) can be received essentially completely in the at least one opening (2.3) and the reference surfaces (2.11, 3.1) can be positioned relative to one another.
  • the second steel workpiece (2.1) with the first property and the at least one steel workpiece (3) with the second property are connected to one another at least in sections via the gap (4) formed by the reference surfaces (2.11, 3.1).
  • the second steel workpiece (2.1) with the first property is connected to the first steel workpiece (2.2) with the first property at least in sections along the circumference (U) of the flat product package (1) in order to create the flat product package with its length (L), width ( B) and thickness (D) to be completed.
  • the second steel workpiece (2.1) with the first property and the at least one steel workpiece (3) with the second property is preferably completely circumferential and gas-tight over the gap (4) formed by the reference surfaces (2.11, 3.1) and the second steel workpiece (2.1) with the first property with the first steel workpiece (2.2) with the first property completely along the circumference (U) of the flat product package (1) and gas-tightly cohesively connected to one another.
  • the second steel workpiece (2.1) with the first property surrounds or delimits the at least second steel workpiece (3) with the second property in a plane (E).
  • the reference surfaces (2.11, 3.1) are preferably aligned in a corresponding manner and at least in sections at an angle (a) to the perpendicular (S) of the flat product package, thereby forming a type of chamfer which forms an angle between 0.1 ° and 45 °, in particular between 2 ° and 40 °, preferably between 5 ° and 30 °, preferably between 10 ° and 20 °.
  • FIG 2 a second embodiment for the construction of a flat product package (1) is shown in a perspective view.
  • a steel workpiece (2.1) with a first property and a steel workpiece (3) with a second property are provided.
  • the steel workpieces (2.1, 3) are connected to form a flat product package (1) with a length (L), width (B) and thickness (D), right illustration in Fig. 1.
  • the first property differs from the second property, in particular with regard to the chemical composition of the steel workpieces (2.1, 3), the steel workpiece (3) with the second property preferably has a higher carbon content than the steel workpiece (2.1) with the first property.
  • the steel workpiece (3) with the second property has a smaller dimension compared to the length (L), width (B) and thickness (D) of the flat product package (1), the steel workpiece (2.1) with the first property at least in length (L), the width (B) and the thickness (D) of the flat product package (1) corresponds.
  • the steel workpiece (3) with the second property has an outer circumferential reference surface (3.1) and the steel workpiece (2.1) with the first property has an inner circumferential reference surface (2.11).
  • the steel workpiece (2.1) with the first property corresponds to the length (L), width (B) and thickness (D) of the flat product package (1) and has at least one recess (2.4) with an internal circumferential reference surface (2.11) which is in such a way is dimensioned so that the at least one steel workpiece (3) with the second property and its outer circumferential reference surface (3.1) can be received essentially completely in the recess (2.4).
  • the reference surfaces (2.11, 3.1) of the two steel workpieces (2.1, 3) are positioned relative to one another and form a circumferential gap (4), via which the two steel workpieces (2.1, 3) are connected to one another at least in sections, so that the steel workpiece (2.1) with the first property surrounding or delimiting the steel workpiece (3) with the second property in a plane (E).
  • the flat product package (1) is heated to at least one initial hot rolling temperature, the warmed flat product package (1) then to Longitudinal and transverse hot rolls are fed in a reversing stand to form a steel material composite at a final rolling temperature between 600 and 1250 ° C and the hot-rolled steel material composite is cooled to a temperature between room temperature RT and 500 ° C.
  • FIGS. 3, 4 and 5a three exemplary embodiments of steel material composites (10) according to the invention are shown in a schematic plan view.
  • the steel material composites can be produced from a flat product package according to the first or second exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2 or with another corresponding embodiment, which can be found in the description.
  • the hot-rolled steel material composite (10) has a longitudinal extension (I), transverse extension (g) and thickness (d), the steel material composite (10) being composed of a steel material (20) with a first property and a steel material (30) with a second property exists, the first property being different from the second property, the steel material (30) having the second property in a region (31), see FIG. Figures 3 and 4, or more areas (31), see.
  • FIG. 5a is integrated within the steel material (20) with the first property.
  • the one or more areas (31) have a dimension which is smaller than the longitudinal extension (I), transverse extension (g) and thickness (d) of the Steel composite (10).
  • the area or areas (31) which comprise the steel material (3) with the second property are essentially surrounded, apart from one side, by the steel material (20) with the first property.
  • the hot-rolled steel material composite (10) has a thickness (d) between 1.5 and 150 mm, depending on requirements and design.
  • FIG. 5b shows a schematic cross-sectional view along the line A-A drawn in FIG. 5a. It can be seen that the area or areas (31) consisting of the steel material (30) with the second property is or are embedded in the steel material (20) with the first property. In addition, the steel material (30) with the second property extends only up to a maximum of half, in particular a maximum of up to 1/3, preferably up to 1/4, preferably up to 1/5 of the thickness (d) of the steel material composite (10).
  • FIG. 5c shows a schematic cross-sectional view of a component (B) formed into a profile from the steel material composite from FIG. 5b.
  • the dimension of the area or areas (31) of the steel material (30) with the second property, which in particular has a higher carbon and thus a higher hardness, in particular after appropriate heat treatment, compared to the steel material (20) with the first property can have, is smaller than the longitudinal extension (I), transverse extension (g) and thickness (d) of the steel material composite (10), the embedding of the area (s) (31) within the steel material composite (10) leads to a significantly better deformation behavior, in particular due to the surrounding steel material (20), which is softer around the area (31), for better further processability, preferably in the softer, frame-like zone that surrounds or delimits the area (31), in which machining, for example drilled, milled, etc. ., Can be worked without great effort, and in particular because of the lower carbon equivalent can also be welded better, the area ch (31) is essentially only reduced

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds (10) mit unterschiedlichen Eigenschaften. Ferner betrifft die Erfindung einen warmgewalzten Stahlwerkstoffverbund (10) mit unterschiedlichen Eigenschaften. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds (10).

Description

Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds mit
unterschiedlichen Eigenschaften
Technisches Gebiet (Technical Field)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds mit unterschiedlichen Eigenschaften. Ferner betrifft die Erfindung einen warmgewalzten Stahlwerkstoffverbund mit unterschiedlichen Eigenschaften. Des Weiteren ist eine Verwendung des warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds Gegenstand der Erfindung.
Technischer Hintergrund (Background Art)
Die Herstellung von mehrlagigen Stahlwerkstoffverbunden durch Walzplattieren, insbesondere durch Warmwalzplattieren, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Dafür werden ein erstes und mindestens ein zweites Flachprodukt bereitgestellt, wobei sich die Flachprodukte hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden. Die Flachprodukte werden aufeinandergestapelt, wobei zumindest die einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte vor dem Aufeinanderstapeln gereinigt und/oder abtragend bearbeitet werden. Die einzelnen Flachprodukte werden zur Erzeugung eines Flachproduktpakets zumindest bereichsweise miteinander verschweißt. Das Flachproduktpaket wird auf mindestens eine Warmwalzanfangstemperatur erwärmt und anschließend zu einem Warmband warmgewalzt, wobei das Warmband anschließend zu Blechen abgetafelt oder zu einem Bund aufgehaspelt werden kann, vgl. Patentschrift DE 10 2005 006 606 B3.
Für die Herstellung mehrlagiger Stahlwerkstoffverbunde werden die zu einem Flachproduktpaket aufgebauten Flachprodukte, die aus unterschiedlichen Werkstoffen/Lagen bestehen und insbesondere umlaufend verschweißt und damit fixiert sind, gemeinsam durch den Walzspalt eines Walzgerüstes transportiert und dadurch in der Dicke reduziert. Mit jedem Stich wird die Dicke weiter reduziert. Dabei ist es insbesondere bei einem dreilagigen Flachproduktpaket von großem Vorteil für das Verhalten beim Walzen, wenn durch die Verwendung einer Kernlage und in der Regel zweier gleichartiger und gleichdicker Decklagen eine weitgehende Symmetrie beim Walzen herrscht. Unter Symmetrie ist dabei das Gleichgewicht der beteiligten Lagen in Bezug auf ihr Verformungsverhalten gemeint. Grundsätzlich macht ein mehrlagiger Werkstoffverbund nur dann technischen Sinn, wenn die Eigenschaften der kombinierten Verbundpartner (Kernlage und Decklage) unterschiedlich sind, so dass auch das Verhalten der einzelnen Verbundpartner bei einer Walzung unterschiedlich sein kann. Dies kann insbesondere am Formänderungswiderstand, dem Verformungs- bzw. Fließverhalten, dem Umwandlungsverhalten und an den Faktoren wie Flaftung/Kleben an den Walzen und weiteren mehr, wie z.B. der Warmfestigkeit, ermittelt bzw. festgestellt werden.
Sind zum Beispiel die Decklagen eines mehrlagigen Werkstoffverbundes identisch hinsichtlich ihrer Eigenschaften bzw. ihres Anteils (Dicke der Lage), werden sie sich gleich verhalten und es kommt zu keinen Problemen, weil etwaige Unterschiede zwischen Decklagenwerkstoff und Kernlagenwerkstoff in den oben genannten Eigenschaften gleichermaßen auf die Kernlage wirken und sich in ihrer Wirkung durch die oben genannte Symmetrie weitgehend ausgleichen bzw. im Falle der Faktoren Reibung, Kleben/Haftung an den Walzen ja ohnehin nur die (gleichartigen) Decklagen Kontakt zu den Walzen haben und somit keine gravierend unterschiedlichen Verhältnisse an Ober- und Unterwalze eines Walzgerüsts herrschen. Solange die Decklagenwerkstoffe nicht zu unterschiedlich sind bzw. solange die Schichtdicken der beiden Decklagen sich nicht zu weit voneinander unterscheiden, kommt es auch bei leicht asymmetrischen Werkstoffverbunden von drei- und mehr Lagen zu keinen nennenswerten Beeinträchtigungen des Walzverfahrens.
Symmetrische Stahlwerkstoffverbunde, insbesondere dreilagige Stahlwerkstoffverbunde, können beispielsweise durch eine beidseitig hohe Härte ihrer Decklagen eine im Vergleich zur Kernlage geringe Zähigkeit aufweisen. Dies kann beispielsweise im Falle von ballistischer bzw. prallender Belastung zu unerwünschten Abplatzungen auf der belastungsabgewandten Seite führen, so dass für Anwendungen im Bereich Sicherheit und Verschleiß eine wesentlich höhere Härte für die belastete Seite (Decklage) erstrebenswert wäre, während eine zähe unbelastete Seite (Rücklage) für die Verarbeitung, wie zum Beispiel Spanen, Kaltumformen, Schweißen etc. sowie im Einsatz bei prallendem Verschleiß oder ballistischer Belastung (Ansprengung) hilfreich sein kann.
Anders ist die Situation beim Walzen von zweilagigen Werkstoffverbunden respektive von asymmetrischen Werkstoffverbunden mit unterschiedlichen Werkstoffen und/oder Dicken. Durch die nicht vorhandene Symmetrie des Flachproduktpakets können Probleme bei einer Walzung auftreten, insbesondere beim Walzen mittels längs- und guerwalzendem Reversiergerüst. Hier kann es aufgrund werkstoffspezifischer Fließspannungen, welche während des Walzens im längs- und guerwalzenden Reversiergerüst zu unterschiedlichem Formänderungswiderstand führen, schließlich zu ungleicher Plastifizierung kommen, wodurch sich das Flachproduktpaket aus der Ebene unkontrolliert verziehen und/oder wölben kann, so dass eine Weiterwalzung nicht mehr möglich ist. Des Weiteren können auch im Zuge der Aufwärmung eines Flachproduktpakets mit unterschiedlichen Werkstoffen auf eine Warmwalzanfangstemperatur zu unterschiedlicher Volumenzunahme sowie eine anschließende Abkühlung im oder nach einem Walzprozess zu unterschiedlicher Gefügeausbildung führen, dadurch zur Bildung von Eigenspannungen und zu einer unkontrollierten Deformation führen, wodurch eine Weiterarbeitung nicht mehr oder nur sehr aufwendig möglich ist.
Zusammenfassung der Erfindung (Summary of Invention)
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Flachproduktpaket bereitzustellen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds anzugeben, mit welchem die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können, insbesondere eine unkontrollierte Deformation während des Warmwalzens im Wesentlichen unterdrückt werden kann, sowie einen warmgewalzten Stahlwerkstoffverbund anzugeben, welcher besser weiterverarbeitbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Das Verfahren zur Herstellung eines Stahlwerkstoffverbunds umfasst die Schritte:
- Bereitstellen mindestens eines Stahlwerkstücks mit einer ersten Eigenschaft und mindestens eines Stahlwerkstücks mit einer zweiten Eigenschaft, wobei sich die erste Eigenschaft von der zweiten Eigenschaft unterscheidet, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft eine außen umlaufende Bezugsfläche und das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft zumindest eine innen umlaufende Bezugsfläche aufweisen,
- Verbinden der mindestens beiden Stahlwerkstücke zur Bildung eines Flachproduktpakets mit einer Länge, Breite und Dicke, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft eine geringere Abmessung im Vergleich zur Länge, Breite und Dicke des Flachproduktpakets aufweist, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft zumindest der Länge, der Breite und/oder der Dicke des Flachproduktpakets entspricht, wobei die Bezugsflächen der mindestens beiden Stahlwerkstücke zueinander positioniert werden und einen umlaufenden Spalt bilden, über welchen die mindestens beiden Stahlwerkstücke zumindest abschnittsweise miteinander verbunden werden, so dass das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft das mindestens zweite Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft in einer Ebene umlaufend umgibt,
- Aufwärmen des Flachproduktpakets auf mindestens eine Warmwalzanfangstemperatur,
- Zuführen des aufgewärmten Flachproduktpakets zum Längs- und Querwarmwalzen in einem Reversiergerüst zu einem Stahlwerkstoffverbund bei einer Walzendtemperatur zwischen 600 und 1250 °C,
- Abkühlen des warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds auf eine Temperatur zwischen der Raumtemperatur RT und 500°C.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Stahlwerkstück mit einer ersten Eigenschaft und mindestens ein Stahlwerkstücks mit einer zweiten Eigenschaft bereitgestellt werden, wobei sich die erste Eigenschaft von der zweiten Eigenschaft unterscheidet, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft eine außen umlaufende Bezugsfläche und das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft zumindest eine innen umlaufende Bezugsfläche aufweisen, die mindestens beiden Stahlwerkstücke zur Bildung eines Flachproduktpakets mit einer Länge, Breite und Dicke miteinander verbunden werden, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft eine geringere Abmessung im Vergleich zur Länge, Breite und Dicke des Flachproduktpakets aufweist, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft zumindest der Länge, der Breite und/oder der Dicke des Flachproduktpakets entspricht, wobei die Bezugsflächen der mindestens beiden Stahlwerkstücke zueinander positioniert werden und einen umlaufenden Spalt bilden, über welchen die mindestens beiden Stahlwerkstücke zumindest abschnittsweise miteinander verbunden werden, so dass das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft das mindestens zweite Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft in einer Ebene umlaufend umgibt.
Die Erfinder haben festgestellt, dass werkstoffspezifische Unterschiede hinsichtlich der Eigenschaften der bereitgestellten Stahlwerkstücke während des Warmwalzens in Längs- und Querrichtung in einem Reversiergerüst zu einem Stahlwerkstoffverbund durch den gezielten Aufbau des Flachproduktpakets ausgeglichen werden können und/oder zumindest die Plastifizierung und/oder Volumenzunahme soweit kontrollierbar ist, dass das Flachproduktpaket respektive der Stahlwerkstoffverbund warmgewalzt werden kann. Durch die Walzung des Flachproduktpakets in einem längs- und guerwalzenden Reversiergerüst, z.B. in einem Quartowalzgerüst, können insbesondere deutlich größere Breiten des ausgewalzten Verbunds im Vergleich zu den bisher bekannten Stahlwerkstoffverbunden mittels konventionellem Warmwalz(plattier)en erzielt werden.
Das Flachproduktpaket wird auf mindestens eine Warmwalzanfangstemperatur erwärmt, beispielsweise in einem Flubbalkenofen oder mittels anderen geeigneten Mitteln, bei der eine möglichst vollständige Flomogenisierung innerhalb der jeweiligen Stahlwerkstücke gewährleistet ist und bei der sich eventuell gebildete Ausscheidungen, die im Flerstellungsprozess der Stahlwerkstücke entstanden sein könnten, möglichst vollständig auflösen. Das Erwärmen bzw. Durchwärmen des Flachproduktpakets wird insbesondere bei einer Temperatur durchgeführt, bei der die Mikrostruktur in den jeweiligen Stahlwerkstücken des Flachproduktpakets im Wesentlichen vollständig aus Austenit besteht, insbesondere bei einer Temperatur oberhalb von Ac3, vorzugsweise oberhalb von Ac3 + 50K, um sicherzustellen, dass eine vollständig austenitische Mirkostruktur vorliegt. Zur Verringerung des Verformungswiderstands wird bevorzugt eine Temperatur von mindestens 1000°C, zum Sicherstellen der möglichst vollständigen Auflösung eventuell vorhandener Ausscheidungen besonders bevorzugt von mindestens 1100°C gewählt. Die Halte- bzw. Erwärmungstemperatur sollte eine Temperatur von 1300°C nicht überschreiten, um ein partielles Aufschmelzen der Stahlwerkstücke zu vermeiden. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen wird die Halte- bzw. Erwärmungstemperatur bevorzugt auf maximal 1260°C beschränkt.
Das aufgewärmte Flachproduktpaket wird zum Längs- und Querwarmwalzen einem Reversiergerüst zugeführt und zu einem Stahlwerkstoffverbund bei einer Walzendtemperatur zwischen 600 und 1250 °C warmgewalzt. Längs- und Querwarmwalzen in einem Reversiergerüst, vorzugsweise in einem Quarto-Walzgerüst, wird insbesondere bei einer Walzendtemperatur zwischen 600 und 1200 °C durchgeführt.
Vorzugsweise wird für das Walzen zu einem Blech, vorzugsweise in einem Quarto-Walzgerüst, eine Walzendtemperatur von mindestens 800 °C gewählt, um den Umformwiderstand nicht zu stark ansteigen zu lassen, insbesondere werden mindestens 900 °C, vorzugsweise mindestens 950 °C, als Walzendtemperatur eingestellt, um den kornfeinenden Effekt der Rekristallisation nach den Walzstichen möglichst sicher auszunutzen. Aus Gründen der Energieeffizienz wird insbesondere eine Walzendtemperatur von maximal 1100 °C gewählt. Um eine unerwünschte Grobkornbildung zu vermeiden, wird die Walzendtemperatur bevorzugt auf maximal 1050 °C beschränkt.
Alternativ wird bevorzugt das Walzen zu einem Warmband bei einer Walzendtemperatur zwischen 750 und 1000 °C durchgeführt. Insbesondere wird die Walzendtemperatur beim Walzen zur Gewährleistung eines möglichst hohen Austenitgehalts auf mindestens 850 °C, zur Sicherstellung der Rekristallisation auf vorzugsweise mindestens 880 °C eingestellt. Zur Begrenzung der benötigten Kühlmittelmenge werden bevorzugt Walzendtemperaturen von maximal 950 °C, zur Vermeidung der unerwünschten Grobkornbildung besonders bevorzugt maximal 930 °C gewählt.
Unter Eigenschaft sind mechanische Kennwerte, mindestens eine der folgenden Kennwerte, wie zum Beispiel Zugfestigkeit, Härte, Bruchdehnung, Fließspannung, Formänderungswiderstand; Reibbeiwert; Hochtemperaturfestigkeit; Längenausdehnung, chemische Zusammensetzung des jeweiligen Stahlwerkstücks zu verstehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch der Zeichnung können mit einem oder mehreren anderen Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden. Es können auch ein oder mehrere Merkmale aus den unabhängigen Ansprüchen durch ein oder mehrere andere Merkmale verknüpft werden.
Gemäß einer Ausgestaltung entspricht das eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft mindestens der Länge, Breite und Dicke des Flachproduktpakets und weist mindestens eine Ausnehmung mit einer innen umlaufenden Bezugsfläche auf, die derart bemessen ist, dass das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft und seiner außen umlaufenden Bezugsfläche im Wesentlichen vollständig in der Ausnehmung aufgenommen werden kann und die Bezugsflächen zueinander positioniert werden können. Dadurch kann ein besonders stabiles Flachproduktpaket bereitgestellt werden, insbesondere wenn die Dicke des mindestens einen Stahlwerkstücks mit der zweiten Eigenschaft mindestens um die Hälfte geringer ist als die Dicke des Flachproduktpakets. Vorzugsweise entspricht die Dicke des mindestens einen Stahlwerkstücks mit der zweiten Eigenschaft bis zu maximal 1/3, bevorzugt bis zu maximal 1/4, besonders bevorzugt bis zu maximal 1/5 der Dicke des Flachproduktpakets. Die mindestens eine Ausnehmung wird spanend in das Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft eingebracht wird, insbesondere durch Fräsen, Hobeln oder anderen/weiteren mechanisch abtragenden Verfahren. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung entspricht ein erstes Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft mindestens der Länge und der Breite des Flachproduktpakets, wobei ein zweites Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft bereitgestellt wird, das zweite Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft weist die Form eines Rahmens mit mindestens einer Öffnung, welche eine innen umlaufende Bezugsfläche aufweist, auf, wobei die mindestens eine Öffnung derart bemessen ist, dass das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft und seiner außen umlaufenden Bezugsfläche im Wesentlichen vollständig in der mindestens einen Öffnung aufgenommen werden kann und die Bezugsflächen zueinander positioniert werden können, wobei das zweite Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft und das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft über den durch die Bezugsflächen gebildeten Spalt zumindest abschnittsweise miteinander verbunden werden und das zweite Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft mit dem ersten Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft zumindest abschnittsweise entlang des Umfangs des Flachproduktpakets miteinander verbunden werden, um das Flachproduktpaket mit seiner Länge, Breite und Dicke zu komplettieren. Vorzugsweise sind die Bezugsflächen korrespondierend und zumindest abschnittsweise in einem Winkel zur Senkrechten des Flachproduktpakets ausgerichtet, dadurch eine Art Fase bilden, welche einen Winkel zwischen 0,1° und 45°, insbesondere zwischen 2° und 40°, vorzugsweise zwischen 5° und 30°, bevorzugt zwischen 10° und 20° einnimmt. Der Winkel respektive Fase kann je nach Stahlwerkstoffkombination und Bauweise unterschiedlich sein. Durch den Winkel respektive durch die Fase kann ein kontinuierlicher statt sprunghafter (ohne Fase bzw. bei senkrecht stehender Bezugsflächen) Übergang zwischen den unterschiedlichen Stahlwerkstoffen während des Walzens eingestellt werden. Besonders bevorzugt kommt dieser Ansatz bei hochfesten Stahlwerkstoffen mit großem Unterschied in den Walzwiderständen zur Anwendung. Insbesondere wird die mindestens eine Öffnung mittels Schneiden in das zweite Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft eingebracht, beispielsweise mittels Brennscheiden, Wasserstrahlschneiden, Laserstrahlschneiden oder anderen/weiteren geeigneten Verfahren.
Gemäß einer Ausgestaltung werden das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft und das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft über den durch die Bezugsflächen gebildeten Spalt vollständig umlaufend und insbesondere gasdicht und/oder das zweite Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft mit dem ersten Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft vollständig entlang des Umfangs des Flachproduktpakets und insbesondere gasdicht stoffschlüssig miteinander verbunden. Erfolgt vorzugsweise eine gasdichte, stoffschlüssige Verbindung, so kann sichergestellt werden, dass insbesondere während der Erwärmung des Flachproduktpakets keine Ofenatmosphäre und/oder Luft zwischen den Stahlwerkstücken des Flachproduktpakets gelangt, was zu Nachteilen während des Walzens, insbesondere zu Einwalzungen von Partikel und/oder Oxiden, führen würde.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft einen höheren Kohlenstoffgehalt als das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung besteht das mindestens eine Stahlwerkstück mit der ersten Eigenschaft aus einem Stahlwerkstoff mit folgenden chemischen Elementen in Gew.-%:
C = 0,1 bis 0,4 %; insbesondere 0,15 bis 0,38 %;
Si = 0,05 bis 0,8 %; insbesondere 0, 1 bis 0,5 %;
Mn = 0,3 bis 1 ,5 %; insbesondere 0,6 bis 1 ,2 %;
P bis 0,1 %; insbesondere bis 0,04 %;
S bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,01 %;
N bis 0,1 %; insbesondere bis 0,01 %; sowie optional eines oder mehrerer der Elemente (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, H, As, Ca, AI) mit
Cr bis 1,0 %; insbesondere 0,5 bis 1,0 %;
Cu bis 0,3 %; insbesondere bis 0,2 %;
Nb bis 0,2 %; insbesondere 0,01 bis 0,05 %;
Mo bis 0,5 %; insbesondere 0, 1 bis 0,4 %;
Ti bis 0,2 %; insbesondere bis 0,1 %;
V bis 0,2 %; insbesondere bis 0,1 %;
Ni bis 1 ,8 %; insbesondere bis 1,5 %;
B bis 0, 1 %; insbesondere 0,0010 bis 0,0050 %;
Sn bis 0,1 %; insbesondere bis 0,05 %;
H bis 0,01 %; insbesondere bis 0,0010 %;
As bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,01 %;
Ca bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,01 %; AI bis 0,2 %; insbesondere 0,02 bis 0,15 %;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das mindestens eine Stahlwerkstück mit der zweiten Eigenschaft aus einem Stahlwerkstoff mit folgenden chemischen Elementen in Gew.-%:
C = 0,4 bis 0,9 %; insbesondere 0,4 bis 0,85 %;
Si = 0,05 bis 0,8 %; insbesondere 0, 1 bis 0,5 %;
Mn = 0,3 bis 1 ,5 %; insbesondere 0,5 bis 1 ,1 %;
P bis 0,1 %; insbesondere bis 0,04 %;
S bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,01 %;
N bis 0,1 %; insbesondere bis 0,02 %; sowie optional eines oder mehrerer der Elemente (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, Fl, As, Ca, AI) mit
Cr bis 2,0 %; insbesondere 0,3 bis 1,5 %;
Cu bis 0,3 %; insbesondere bis 0,2 %;
Nb bis 0,2 %; insbesondere bis 0,05 %;
Mo bis 0,3 %; insbesondere bis 0,2 %
Ti bis 0,1 %; insbesondere bis 0,01 %;
V bis 0,5 %; insbesondere bis 0,3 %;
Ni bis 0,5 %; insbesondere bis 0,3 %;
B bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,0050 %;
Sn bis 0,1 %; insbesondere bis 0,05 %;
Fl bis 0,01 %; insbesondere bis 0,0010 %;
As bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,02 %;
Ca bis 0, 1 %; insbesondere bis 0,01 %;
AI bis 0,2 %; insbesondere bis 0, 15 %;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. io
Gelöst wird die Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch einen warmgewalzten Stahlwerkstoffverbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Erfindungsgemäß weist der warmgewalzte Stahlwerkstoffverbund eine Längserstreckung, Quererstreckung und eine Dicke auf und ist insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Der Stahlwerkstoffverbund besteht aus einem Stahlwerkstoff mit einer ersten Eigenschaft und einem Stahlwerkstoff mit einer zweiten Eigenschaft, wobei sich die erste Eigenschaft von der zweiten Eigenschaft unterscheidet, wobei der Stahlwerkstoff mit der zweiten Eigenschaft in einem oder mehreren Bereichen innerhalb des Stahlwerkstoffs mit der ersten Eigenschaft integriert ist, wobei der eine oder die Bereiche eine Dimension aufweisen, welche kleiner ist als die Längserstreckung, Quererstreckung und Dicke des Stahlwerkstoffverbunds.
Dadurch, dass die Geometrie bzw. Dimension des Stahlwerkstoffs mit der zweiten Eigenschaft innerhalb des Stahlwerkstoffs mit der ersten Eigenschaft kleiner ist, kann in vorteilhafterweise ein Stahlwerkstoffverbund bereitgestellt werden, welcher ein zumindest abschnittsweise insbesondere umlaufend um den Stahlwerkstoff mit der zweiten Eigenschaft einheitliches Eigenschaftsprofil mit der ersten Eigenschaft aufweist, so dass in vorteilhafterweise der Stahlwerkstoffverbund in seiner Längserstreckung und/oder Quererstreckung zumindest lokal bearbeit- und/oder fügbar, insbesondere bieg- , schweiß- und/oder zerspanbar, ist und damit lokal vergleichbare Eigenschaften zu einem monolithischen Werkstoff aufweisen kann. Bei Bedarf kann der oder können die Bereiche teilweise in Längs- und/oder Quererstreckung des Stahlwerkstoffverbunds oder umlaufend um den Stahlwerkstoff mit der zweiten Eigenschaft am Stahlwerkstoffverbund abgetrennt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der eine oder die Bereiche des Stahlwerkstoffs mit der zweiten Eigenschaft einen höheren Kohlenstoffgehalt als der Stahlwerkstoff mit der ersten Eigenschaft auf. Kohlenstoff korreliert insbesondere bei entsprechender Wärmehandlung des Stahlwerkstoffverbunds mit der Härte, so dass individuell an den Anwendungsfall lokal angepasste Bereiche mit einer höheren Härte vorgesehen werden können.
Gemäß einer Ausgestaltung kann der warmgewalzte Stahlwerkstoffverbund in Form eines Blechs mit einer Dicke zwischen 3 und 150 mm, insbesondere zwischen 8 und 150 mm, vorzugsweise zwischen 15 und 150 mm, oder in Form eines Warmbands mit einer Dicke zwischen 1,5 und 25 mm, insbesondere zwischen 6 und 25 mm, vorzugsweise zwischen 8 und 20 mm ausgeführt sein. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung durch eine Verwendung eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16.
Zur Herstellung von Bauteilen können aus dem Blech oder Warmband Zuschnitte oder Platinen herausgearbeitet bzw. aus- oder abgeschnitten werden, welche eben oder geformt, je nach Bauteildesign auch mit engen Biegeradien, durch Kaltumformung als Bauteil verwendet werden können, insbesondere in Verschleiß- oder Sicherheitsanwendungen.
Bauteile für Landwirtschafts- oder Baumaschinen unterliegen aufgrund ihres bestimmungsgemäßen Einsatzzwecks einem sehr hohen abrasiven Verschleiß. Auch Bauteile für den ballistischen Einsatz müssen entsprechenden Anforderungen genügen. Des Weiteren nehmen auch bei diesen Bauteilen der Designaspekt einen immer größeren Stellenwert ein. Herkömmliche konventionell, gehärtete Stähle sind hierbei, insbesondere bei der Umsetzung von engen Beigeradien, nicht geeignet, da sie zwar die geforderte Festigkeit besitzen, ihnen aber die notwendige Umformbarkeit fehlt. Werkstoffverbunde mit mehreren Lagen, wobei jede Lage in ihrer Erstreckung/Ebene monolithisch ausgeführt ist, ermöglicht zwar eine bessere Umformbarkeit, ist aber nur begrenzt weiterverarbeitbar. Durch die unterschiedlichen Eigenschaften zumindest abschnittsweise über die Länge, Breite und Dicke respektive Längserstreckung, Quererstreckung und Dicke des erfindungsgemäß warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds werden sowohl hohe Festigkeiten als auch gegenüber der herkömmlichen Ausführung, verbesserte Umformbarkeit und Weiterverarbeitbarkeit erreicht, insbesondere wenn beispielsweise der oder die Bereiche mit einem höheren Kohlenstoffgehalt (Stahlwerkstoff mit der zweiten Eigenschaft, hohe Härte) von dem Stahlwerkstoff mit der ersten Eigenschaft und geringerem Kohlenstoffgehalt (geringere Härte) umgeben bzw. eingeschlossen ist, so dass unterschiedlich harte Bereiche bereitgestellt werden, wobei die Weiterverarbeitung bevorzugt im Bereich des Stahlwerkstoffs mit der ersten Eigenschaft (geringere Härte) durchgeführt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (Brief Description of Drawing)
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile sind stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigen: Fig. 1 : einen Aufbau eines Flachproduktpakets gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2: einen Aufbau eines Flachproduktpakets gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stahlwerkstoffverbunds in schematischer Draufsicht,
Fig. 4: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Stahlwerkstoffverbunds in schematischer Draufsicht,
Fig. 5: ein drittes Ausführungsbeispiel eines Stahlwerkstoffverbunds in schematischer Draufsicht (5a), eine schematische Querschnittsansicht entlang der in Fig. 5a eingezeichneten Linie A-A (5b) und eine schematische Querschnittsansicht eines zu einem Profil geformten Bauteils aus dem Stahlwerkstoffverbund aus Fig. 5b (5c).
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (Best Mode for Carrying out the Invention)
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel zum Aufbau eines Flachproduktpakets (1) in perspektivischer Ansicht dargestellt. Ein erstes Stahlwerkstück (2.2) und ein zweites Stahlwerkstück (2.1) mit einer ersten Eigenschaft und ein Stahlwerkstück (3) mit einer zweiten Eigenschaft werden bereitgestellt. Die Stahlwerkstücke (2.1, 2.2, 3) werden zur Bildung eines Flachproduktpakets (1) mit einer Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) verbunden, rechte Darstellung in Fig. 1. Die erste Eigenschaft unterscheidet sich von der zweiten Eigenschaft, insbesondere hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der Stahlwerkstücke (2.1 , 2.2, 3), vorzugsweise weist das Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft einen höheren Kohlenstoffgehalt als die Stahlwerkstücke (2.1 , 2.2) mit der ersten Eigenschaft auf. Vorzugsweise haben die beiden Stahl werkstücke (2.1, 2.2) die gleiche chemische Zusammensetzung. Das Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft weist eine außen umlaufende Bezugsfläche (3.1) auf. Das mindestens eine Stahlwerkstück, insbesondere das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft weist zumindest eine innen umlaufende Bezugsfläche (2.11) auf. Das erste Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft entspricht mindestens der Länge (L) und der Breite (B) des Flachproduktpakets (1). Das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft weist die Form eines Rahmens mit mindestens einer Öffnung (2.3), welche eine innen umlaufende Bezugsfläche (2.11) aufweist, auf, wobei die mindestens eine Öffnung (2.2) derart bemessen ist, dass das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft und seiner außen umlaufenden Bezugsfläche (3.1) im Wesentlichen vollständig in der mindestens einen Öffnung (2.3) aufgenommen werden kann und die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) zueinander positioniert werden können. Das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft und das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft werden über den durch die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) gebildeten Spalt (4) zumindest abschnittsweise miteinander verbunden. Das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft wird mit dem ersten Stahlwerkstück (2.2) mit der ersten Eigenschaft zumindest abschnittsweise entlang des Umfangs (U) des Flachproduktpakets (1) miteinander verbunden, um das Flachproduktpaket mit seiner Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) zu komplettieren. Vorzugsweise wird das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft und das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft über den durch die Bezugsflächen (2.11, 3.1) gebildeten Spalt (4) vollständig umlaufend und gasdicht und das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft mit dem ersten Stahlwerkstück (2.2) mit der ersten Eigenschaft vollständig entlang des Umfangs (U) des Flachproduktpakets (1) und gasdicht stoffschlüssig miteinander verbunden. Das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft umgibt umlaufend bzw. begrenzt das mindestens zweite Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft in einer Ebene (E). Vorzugsweise sind die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) korrespondierend und zumindest abschnittsweise in einem Winkel (a) zur Senkrechten (S) des Flachproduktpakets ausgerichtet, dadurch eine Art Fase bilden, welche einen Winkel zwischen 0, 1° und 45°, insbesondere zwischen 2° und 40°, vorzugsweise zwischen 5° und 30°, bevorzugt zwischen 10° und 20° einnimmt.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel zum Aufbau eines Flachproduktpakets (1) in perspektivischer Ansicht dargestellt. Ein Stahlwerkstück (2.1) mit einer ersten Eigenschaft und ein Stahlwerkstück (3) mit einer zweiten Eigenschaft werden bereitgestellt. Die Stahlwerkstücke (2.1 , 3) werden zur Bildung eines Flachproduktpakets (1) mit einer Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) verbunden, rechte Darstellung in Fig. 1. Die erste Eigenschaft unterscheidet sich von der zweiten Eigenschaft, insbesondere hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der Stahlwerkstücke (2.1 , 3), vorzugsweise weist das Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft einen höheren Kohlenstoffgehalt als das Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft auf. Das Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft weist eine geringere Abmessung im Vergleich zur Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) des Flachproduktpakets (1) auf, wobei das Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft zumindest der Länge (L), der Breite (B) und der Dicke (D) des Flachproduktpakets (1) entspricht. Das Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft weist eine außen umlaufende Bezugsfläche (3.1) und das Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft eine innen umlaufende Bezugsfläche (2.11) auf. Das Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft entspricht der Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) des Flachproduktpakets (1) und weist mindestens eine Ausnehmung (2.4) mit einer innen umlaufenden Bezugsfläche (2.11) auf, die derart bemessen ist, dass das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft und seiner außen umlaufenden Bezugsfläche (3.1) im Wesentlichen vollständig in der Ausnehmung (2.4) aufgenommen werden kann. Die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) der beiden Stahlwerkstücke (2.1, 3) werden zueinander positioniert und bilden einen umlaufenden Spalt (4), über welchen die beiden Stahlwerkstücke (2.1 , 3) zumindest abschnittsweise miteinander verbunden werden, so dass das Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft das Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft in einer Ebene (E) umlaufend umgibt bzw. begrenzt.
Nicht dargestellt, wird das Flachproduktpaket (1), sei es gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 und 2 oder mit einer anderen, der Beschreibung zu entnehmenden entsprechenden Ausführungsform, auf mindestens eine Warmwalzanfangstemperatur erwärmt, das aufgewärmte Flachproduktpaket (1) anschließend zum Längs- und Querwarmwalzen in einem Reversiergerüst zu einem Stahlwerkstoffverbund bei einer Walzendtemperatur zwischen 600 und 1250°C zugeführt und der warmgewalzte Stahlwerkstoffverbund auf eine Temperatur zwischen der Raumtemperatur RT und 500°C abgekühlt.
In den Figuren 3, 4 und 5a sind drei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Stahlwerkstoffverbunde (10) in schematischer Draufsicht gezeigt. Die Stahlwerkstoffverbunde können aus einem Flachproduktpaket gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 und 2 oder mit einer anderen, der Beschreibung zu entnehmenden entsprechenden Ausführungsform hergestellt sein. Der warmgewalzte Stahlwerkstoffverbund (10) weist eine Längserstreckung (I), Quererstreckung (g) und Dicke (d) auf, wobei der Stahlwerkstoffverbund (10) aus einem Stahlwerkstoff (20) mit einer ersten Eigenschaft und einem Stahlwerkstoff (30) mit einer zweiten Eigenschaft besteht, wobei sich die erste Eigenschaft von der zweiten Eigenschaft unterscheidet, wobei der Stahlwerkstoff (30) mit der zweiten Eigenschaft in einem Bereich (31), s. Figuren 3 und 4, oder mehreren Bereichen (31), s. Figur 5a, innerhalb des Stahlwerkstoffs (20) mit der ersten Eigenschaft integriert ist. Der eine oder die Bereiche (31) weisen eine Dimension auf, welche kleiner ist als die Längserstreckung (I), Quererstreckung (g) und Dicke (d) des Stahlwerkstoffverbunds (10). Der bzw. die Bereiche (31), die den Stahlwerkstoff (3) mit der zweiten Eigenschaft umfassen, sind, bis auf eine Seite, vom Stahlwerkstoff (20) mit der ersten Eigenschaft im Wesentlichen umgeben. Der warmgewalzte Stahlwerkstoffverbund (10) weist je nach Bedarf und Ausführung eine Dicke (d) zwischen 1,5 und 150 mm auf.
Figur 5b zeigt eine schematische Querschnittsansicht entlang der in Fig. 5a eingezeichneten Linie A-A. Zu erkennen ist, dass der bzw. die Bereiche (31) bestehend aus dem Stahlwerkstoff (30) mit der zweiten Eigenschaft eingebettet in dem Stahlwerkstoff (20) mit der ersten Eigenschaft ist bzw. sind. Zudem erstreckt sich der Stahlwerkstoff (30) mit der zweiten Eigenschaft nur maximal bis zur Hälfte, insbesondere maximal bis zu 1/3, vorzugsweise bis zu 1/4, bevorzugt bis zu 1/5 der Dicke (d) des Stahlwerkstoffverbunds (10).
Figur 5c zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines zu einem Profil geformten Bauteils (B) aus dem Stahlwerkstoffverbund aus Fig. 5b. Dadurch, dass die Dimension des bzw. der Bereiche (31) des Stahlwerkstoffs (30) mit der zweiten Eigenschaft, welche insbesondere einen höheren Kohlenstoff und somit eine höhere Härte, insbesondere nach entsprechender Wärmebehandlung, im Vergleich zum Stahlwerkstoff (20) mit der ersten Eigenschaft aufweisen kann, kleiner ist als die Längserstreckung (I), Quererstreckung (g) und Dicke (d) des Stahlwerkstoffverbunds (10), führt die Einbettung des bzw. der Bereiche (31) innerhalb des Stahlwerkstoffverbunds (10) zu einem deutlich besseren Umformverhalten, insbesondere durch den um den Bereich (31) weicheren umgebenden Stahlwerkstoff (20), zu einer besseren Weiterverarbeitbarkeit, vorzugsweise in der weicheren, rahmenartigen Zone, die den Bereich (31) umgibt bzw. begrenzt, in welcher zerspanend, beispielsweise gebohrt, gefräst, etc., ohne große Aufwendung gearbeitet werden kann, und insbesondere aufgrund des geringeren Kohlenstoffäguivalent auch besser geschweißt werden kann, wobei der Bereich (31) bei einer Formgebung im Wesentlichen nur auf eine Biegebeanspruchung reduziert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Stahlwerkstoffverbunds (10) umfassend die Schritte:
- Bereitstellen mindestens eines Stahlwerkstücks (2.1, 2.2) mit einer ersten Eigenschaft und mindestens eines Stahlwerkstücks (3) mit einer zweiten Eigenschaft, wobei sich die erste Eigenschaft von der zweiten Eigenschaft unterscheidet, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft eine außen umlaufende Bezugsfläche (3.1) und das mindestens eine Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft zumindest eine innen umlaufende Bezugsfläche (2.11) aufweisen,
- Verbinden der mindestens beiden Stahlwerkstücke (2.1, 2.2, 3) zur Bildung eines Flach produktpakets (1) mit einer Länge (L), Breite (B) und Dicke (D), wobei das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft eine geringere Abmessung im Vergleich zur Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) des Flachproduktpakets (1) aufweist, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück (2.1 , 2.2) mit der ersten Eigenschaft zumindest der Länge (L), der Breite (B) und/oder der Dicke (D) des Flachproduktpakets (10) entspricht, wobei die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) der mindestens beiden Stahlwerkstücke (2.1 , 3) zueinander positioniert werden und einen umlaufenden Spalt (4) bilden, über welchen die mindestens beiden Stahlwerkstücke (2.1 , 3) zumindest abschnittsweise miteinander verbunden werden, so dass das mindestens eine Stahl werkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft das mindestens zweite Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft in einer Ebene (E) umlaufend umgibt,
- Aufwärmen des Flachproduktpakets (1) auf mindestens eine Warmwalzanfangs temperatur,
- Zuführen des aufgewärmten Flachproduktpakets (1) zum Längs- und Querwarmwalzen in einem Reversiergerüst zu einem Stahlwerkstoffverbund (10) bei einer Walzendtemperatur zwischen 600 und 1250°C,
- Abkühlen des warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds (10) auf eine Temperatur zwischen der Raumtemperatur RT und 500°C.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das eine Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft mindestens der Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) des Flachproduktpakets (1) entspricht und mindestens eine Ausnehmung (2.4) mit einer innen umlaufenden Bezugsfläche (2.11) aufweist, die derart bemessen ist, dass das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft und seiner außen umlaufenden Bezugsfläche (3.1) im Wesentlichen vollständig in der Ausnehmung (2.4) aufgenommen werden kann und die Bezugsflächen (2.11, 3.1) zueinander positioniert werden können.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Ausnehmung (2.4) spanend in das Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erstes Stahlwerkstück (2.2) mit der ersten Eigenschaft mindestens der Länge (L) und der Breite (B) des Flachproduktpakets (10) entspricht und ein zweites Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft bereitgestellt wird, das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft weist die Form eines Rahmens mit mindestens einer Öffnung (2.3), welche eine innen umlaufende Bezugsfläche (2.11) aufweist, auf, wobei die mindestens eine Öffnung (2.3) derart bemessen ist, dass das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft und seiner außen umlaufenden Bezugsfläche (3.1) im Wesentlichen vollständig in der mindestens einen Öffnung (2.3) aufgenommen werden kann und die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) zueinander positioniert werden können, wobei das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft und das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft über den durch die Bezugsflächen (2.11 , 3.1) gebildeten Spalt (4) zumindest abschnittsweise miteinander verbunden werden und das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft mit dem ersten Stahlwerkstück (2.2) mit der ersten Eigenschaft zumindest abschnittsweise entlang des Umfangs (U) des Flachproduktpakets (10) miteinander verbunden werden, um das Flachproduktpaket (10) mit seiner Länge (L), Breite (B) und Dicke (D) zu komplettieren.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Bezugsflächen (2.11, 3.1) korrespondierend und zumindest abschnittsweise in einem Winkel (a) zur Senkrechten (S) des Flachproduktpakets (10) ausgerichtet sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die mindestens eine Öffnung (2.3) mittels Schneiden in das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine
Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft und das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft über den durch die Bezugsflächen (2.11 , 3) gebildeten Spalt (4) vollständig umlaufend und insbesondere gasdicht und/oder das zweite Stahlwerkstück (2.1) mit der ersten Eigenschaft mit dem ersten Stahlwerkstück (2.2) mit der ersten Eigenschaft vollständig entlang des Umfangs (U) des Flachproduktpakets (10) und insbesondere gasdicht stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine
Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft einen höheren Kohlenstoffgehalt als das mindestens eine Stahlwerkstück (2.1 , 2.2) mit der ersten Eigenschaft aufweist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine
Stahlwerkstück (2.1 , 2.2) mit der ersten Eigenschaft aus einem Stahlwerkstoff mit folgenden chemischen Elementen in Gew.-% besteht:
C = 0,1 bis 0,4 %;
Si = 0,05 bis 0,8 %;
Mn = 0,3 bis 1 ,5 %;
P bis 0,1 %;
S bis 0, 1 %;
N bis 0,1 %; sowie optional eines oder mehrerer der Elemente (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, H, As,
Ca, AI) mit
Cr bis 1,0 %;
Cu bis 0,3 %;
Nb bis 0,2 %;
Mo bis 0,5 %;
Ti bis 0,2 %; V bis 0,2 %;
Ni bis 1 ,8 %;
B bis 0, 1 %;
Sn bis 0,1 %;
H bis 0,01 %;
As bis 0, 1 %;
Ca bis 0, 1 %;
AI bis 0,2 %;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Stahlwerkstück (3) mit der zweiten Eigenschaft aus einem Stahlwerkstoff mit folgenden chemischen Elementen in Gew.-% besteht:
C = 0,4 bis 0,9 %;
Si = 0,05 bis 0,8 %;
Mn = 0,3 bis 1 ,5 %;
P bis 0,1 %;
S bis 0, 1 %;
N bis 0,1 %; sowie optional eines oder mehrerer der Elemente (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, Fl, As,
Ca, AI) mit
Cr bis 2,0 %;
Cu bis 0,3 %;
Nb bis 0,2 %;
Mo bis 0,3 %;
Ti bis 0,1 %;
V bis 0,5 %;
Ni bis 0,5 %;
B bis 0, 1 %;
Sn bis 0,1 %; H bis 0,01 %;
As bis 0, 1 %;
Ca bis 0, 1 %;
AI bis 0,2 %;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
11. Warmgewalzter Stahlwerkstoffverbund (10) mit einer Längserstreckung (I), Quererstreckung (g) und einer Dicke (d), insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Stahlwerkstoffverbund (10) aus einem Stahlwerkstoff (20) mit einer ersten Eigenschaft und einem Stahlwerkstoff (30) mit einer zweiten Eigenschaft besteht, wobei sich die erste Eigenschaft von der zweiten Eigenschaft unterscheidet, wobei der Stahlwerkstoff (30) mit der zweiten Eigenschaft in einem oder mehreren Bereichen (31) innerhalb des Stahlwerkstoffs (20) mit der ersten Eigenschaft integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die Bereiche (31) eine Dimension aufweisen, welche kleiner ist als die Längserstreckung (I), Quererstreckung (g) und Dicke (d) des Stahlwerkstoffverbunds (10).
12. Stahlwerkstoffverbund nach Anspruch 11, wobei der eine oder die Bereiche (31) des Stahlwerkstoffs (30) mit der zweiten Eigenschaft einen höheren Kohlenstoffgehalt als der Stahlwerkstoff (20) mit der ersten Eigenschaft aufweist.
13. Stahlwerkstoffverbund nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Stahlwerkstoff (20) mit der ersten Eigenschaft aus einem Stahlwerkstoff mit folgenden chemischen Elementen in Gew.- % besteht:
C = 0,1 bis 0,4 %;
Si = 0,05 bis 0,8 %;
Mn = 0,3 bis 1 ,5 %;
P bis 0,1 %;
S bis 0, 1 %;
N bis 0,1 %; sowie optional eines oder mehrerer der Elemente (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, H, As,
Ca, AI) mit Cr bis 1,0 %;
Cu bis 0,3 %;
Nb bis 0,2 %;
Mo bis 0,5 %;
Ti bis 0,2 %;
V bis 0,2 %;
Ni bis 1 ,8 %;
B bis 0, 1 %;
Sn bis 0,1 %;
H bis 0,01 %;
As bis 0, 1 %;
Ca bis 0, 1 %;
AI bis 0,2 %;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
14. Stahlwerkstoffverbund nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der eine oder die Bereiche (31) und/oder der Stahlwerkstoff (30) mit der zweiten Eigenschaft aus einem Stahlwerkstoff mit folgenden chemischen Elementen in Gew.-% besteht:
C = 0,4 bis 0,9 %;
Si = 0,05 bis 0,8 %;
Mn = 0,3 bis 1 ,5 %;
P bis 0,1 %;
S bis 0, 1 %;
N bis 0,1 %; sowie optional eines oder mehrerer der Elemente (Cr, Cu, Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, Fl, As,
Ca, AI) mit
Cr bis 2,0 %;
Cu bis 0,3 %;
Nb bis 0,2 %; Mo bis 0,3 %;
Ti bis 0,1 %;
V bis 0,5 %;
Ni bis 0,5 %;
B bis 0, 1 %;
Sn bis 0,1 %;
H bis 0,01 %;
As bis 0, 1 %;
Ca bis 0, 1 %;
AI bis 0,2 %;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
15. Stahlwerkstoffverbund nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Stahlwerkstoffverbund (10) in Form eines Blechs (10) mit einer Dicke (d) zwischen 3 und 150 mm oder in Form eines Warmbands (10) mit einer Dicke (d) zwischen 1,5 und 25 mm ausgeführt ist.
16. Verwendung eines warmgewalzten Stahlwerkstoffverbunds (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15 als ebenes oder geformtes Bauteil (B) im Bereich der Verschleiß- oder Sicherheitsanwendung.
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