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28 / HD – Hochduktile mikrolegierte Feinkornbaustähle Neue Produktserie für die Kaltumformung MaTTHias Gruss Verfahrenstechnik / Produktweiterentwicklung Hoesch Hohenlimburg GmbH Hagen Dipl.-inG. MaxiMilian naGEl Verfahrenstechnik / Produktweiterentwicklung Hoesch Hohenlimburg GmbH Hagen Dipl.-inG. pETEr HöfEl Leiter Qualitätsmanagement / Labors Hoesch Hohenlimburg GmbH Hagen Hoesch Hohenlimburg hat die neue Produktserie „HD“ mit deutlich verbesserten Eigenschaften für die Kaltumformung entwickelt. Insbesondere Umformungen zu komplexen Bauteilen mit hohen Festigkeitsanforderungen lassen sich somit noch prozesssicherer darstellen. Bild: Hohenlimburger Mittelband in der Walzstraße ThyssenKrupp techforum 1 I 2012
Hochduktile (HD) Stahlgüten erweitern die konstruk- tiven Gestaltungsmöglichkeiten im automobilen Leichtbau. Der neue Werkstoff HSM 700 HD von Hoesch Hohenlimburg setzt dabei Maßstäbe durch die Kombination aus Streckgrenzen von mindes- tens 700 MPa und Bruchdehnung von ca. 20 %. Ermöglicht werden diese Werte durch ein neuartiges Mikrolegierungskonzept, das auf dem Einsatz von Niob beruht. Gepaart mit einer exakt definierten Prozessroutine beim Warmwalzen und dem an- schließenden Abkühlprozess lassen sich die Streubänder der mechanischen Kennwerte so erheblich reduzieren. Hochfeste mikrolegierte Feinkornbaustähle Für Warmband-Direktverarbeiter liegen mikrolegierte Feinkornbaustähle (HSLA = High Strength Low Alloy) voll im Trend. Diese hochfesten Werk- stoffe ermöglichen Kosteneinsparungen, vor allem weil teure Wärme- behandlungen entfallen können. Um die geforderten Festigkeiten des Bauteiles zu garantieren, werden Wärmebehandlungen oft nicht mehr benötigt, denn die mikrolegierten Werkstoffe bringen die geforderten mechanischen Eigenschaften von Hause aus schon mit. Hinzu kommt, dass überall dort, wo Maßhaltigkeit eine entscheidende Rolle spielt, Mittelband mehr und mehr an Bedeutung gewinnt. Ein Blick in die Norm genügt, um zu verstehen, warum: Der Toleranzbereich von Mittelband, sei es in den Breiten-, Dicken- oder Planheitstoleranzen, ist ThyssenKrupp techforum 1 I 2012 Haspelerzeugnis [t/a] 500.000 450.000 400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 HD – Hochduktile mikrolegierte Feinkornbaustähle / 29 deutlich enger gefasst als der von Warmbreitband (vgl. DIN EN 10048 und DIN EN 10051). Daher wird Mittelband in diesen Güten besonders stark nachgefragt, was sich in den letzten Jahren entsprechend auf die Mengenentwicklung ausgewirkt hat / Bild 1 /. Neue HD-Güten: hochduktil und hochfest Die steigenden Anforderungen an Festigkeit und Duktilität haben auch die mikrolegierten Feinkornbaustähle an Ihre Grenzen geführt. Bei kritischen Umformoperationen mit mehreren Ziehstufen und hohen Umformgraden neigen diese zur Bildung von Makrorissen. Eine neue Güte musste her, um den Entwicklern und Konstrukteuren weitere Freiräume zu schaffen. Dies war der Ausgangspunkt für die Entwicklung der neuen HD-Güten (Hochduktil). Die Lösung für die Rissproblematik lag im Legierungs- und Walz- konzept. Konventionelle mikrolegierte Feinkornbaustähle bilden bei hohen Umformgraden porenförmige Anrisse die letztendlich zum Ver- sagen der Bauteile führen. Grund hierfür sind grobe Ausscheidungen im Gefüge, an denen sich die Versetzungslinien stauen und zu makros- kopischen Rissen anwachsen. In / Bild 2 / sind REM-Aufnahmen (Rasterelektronenmikroskop) aus zwei stark verformten Proben gegen- übergestellt. Im unteren Bild sind mehrere gröbere und feinere Aus- scheidungen als helle Flächen deutlich erkennbar, die im vorliegenden Verformungsfall bereits zu Porenbildung führen (dunkele Bereiche). Im oberen Teilbild ist die neu entwickelte Güte dargestellt, in der die Ausscheidungen in makroskopisch nicht nachweisbarer Nanogröße ausgebildet sind. Ausscheidungen können unterschiedlicher Art sein. Zementit, also Eisen-Carbid-Verbindungen, entsteht an den Korngrenzen, wenn aus- reichend Kohlenstoff im Werkstoff vorhanden ist. Weitere Ausscheidun- gen sind Carbonitride, also Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen der Legierungselemente Titan, Niob oder Vanadin. Entscheidend für die Porenbildung ist in erster Linie die Größe der Ausscheidungen. Diese wird maßgeblich durch die Prozessroutine beim Warmwalzen beeinflusst. Nach dem Warmwalzen läuft das Mittelband 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13 13/14 14/15 15/16 Bild 1 / Entwicklung der nachgefragten Mittelbandgüten seit 1999 Vergütungsstähle Mikrolegierte höherfeste Stähle Neuentwicklungen
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