Lernen Sie diese neuen warmgewalzten Docol® 800-MPa-Stähle kennen

Das Umformen oder Dehnen von Schnittkanten, die rissfrei sind, kann eine große Herausforderung bei der Arbeit mit extra- und ultrahochfesten Stählen sein. Um die Gefahr von Kantenrissen zu verringern, hat SSAB drei neue warmgewalzte 800-MPa-Stähle mit einer äußerst hohen Kantenduktilität eingeführt.

Dieser Artikel behandelt:

  • Der wachsende Bedarf an höheren Kantenduktilitätswerten für Automobilteile.

  • Wo diese „problemlösenden“ extra- und ultrahochfesten Stahlgüten verwendet werden könnten.

  • Wie ist der Status bei Versuchen und der Einführung dieser neuen 800-MPa-Güten?

Daniel Sund

Daniel Sund ist der Produktportfoliomanager von SSAB für die Entwicklung von warmgewalzten Stählen und seit 20 Jahren bei SSAB Europe tätig.

Marcus Folmerz

Marcus Folmerz ist SSAB Forming Specialist. Er arbeitet seit 2014 bei SSAB.

Robert Ström

Robert Ström arbeitet seit 2007 als Automotive Design Specialist bei SSAB und verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit Crash- und statischen Festigkeitssimulationen für Rohkarosserien, Fahrwerke und Radaufhängungssysteme.

Was sollten Sie über diese drei neuen warmgewalzten 800 MPa Docol® Stahlgüten für die Automobilindustrie wissen?

Daniel Sund: Es gibt viele verschiedene Wege, um die Kantenduktilität zu messen, aber der normale Ausgangstest – vielleicht sollte ich sagen der „simpelste Test“ – ist das Lochaufweitungsverhältnis nach ISO 16630. SSAB garantiert, dass die neuen Docol® HR800CP+HER und HR800HE (High Edge) eine Lochaufweitungsrate von 45 % bzw. 65 % haben. Aber ihre typischen HER-Werte sind viel höher als das, nämlich 70 % bzw. 100 %. Und diese Werte zählen zu den höchsten auf dem Markt für 800-Megapascal-Automobilstähle.

Warum legt SSAB so viel Wert auf Kantenduktilität bei extra- und ultrahochfestem Stahl?

Marcus Folmerz: Ich würde sagen, 95 % aller Umformprobleme, die unsere Automobilkunden beim SSAB Knowledge Service Center melden, hängen mit Kanten zusammen, die geschnitten und gedehnt wurden, aber schließlich reißen. Die meisten Unternehmen wissen, wie sie andere Umformprobleme bei extra- und ultrahochfestem Stahl prognostizieren können. Doch die Prognose von Kantenproblemen kann sehr, sehr schwierig sein. Was dann geschieht, ist, dass die Kunden sich voll und ganz der Konstruktion bestimmter Teile widmen und sich voll in der Produktion befinden, nur um dann eine inakzeptable Anzahl von Risskanten zu entdecken. Diese neuen extra- und ultrahochfesten Stähle mit hoher Kantenduktilität können als „Problemlöser“ einspringen. Sie können sogar für Autoteile verwendet werden, bei denen Sie sich darauf verlassen müssen, dass sie keine Risskanten haben.

Haben Autohersteller und Zulieferer nach diesem hohen Grad an Kantenduktilität verlangt?

Daniel Sund: Ja. SSAB Kunden haben sich stark auf diesen speziellen Aspekt der Umformbarkeit von extra- und ultrahochfestem Stahl konzentriert. In den vergangenen Jahren war die Nachfrage nach einer größeren Kantenduktilität bei extra- und ultrahochfestem Stahl recht hoch und sie nimmt weiter zu.

Marcus Folmerz: Zusätzlich zur Lösung von Problemen mit vorhandenen Teilekonstruktionen können Sie mit einer höheren Kantenduktilität auch komplexere Konstruktionen für Ihre gedehnten oder hoch stehenden Kanten – Hochflansche usw. – mit einer höheren Sicherheitsmarge gegen Kantenrisse haben.

Diese drei neuen 800-MPa-Stähle für die Automobilindustrie haben auch beeindruckende GFS: Ist das in irgendeiner Weise mit ihrer sehr hohen Kantenduktilität verbunden?

Marcus Folmerz: Nein, nein. Zwischen dem Grenzformänderungsschaubild und der Kantenduktilität gibt es keine Korrelation – weder positiv oder noch negativ. Wir müssen die Kunden ständig daran erinnern. Dennoch haben diese neuen Stähle sehr gute GFS, so dass sie in einer Vielzahl von Umformprozessen gut funktionieren. Anders gesagt, haben wir diese 800-MPa-Stähle für eine äußerste Kantenduktilität optimiert, aber sie sind auch sehr gut für andere Umformvorgänge geeignet.

Verwenden Autohersteller nicht schon seit einigen Jahren einen Docol® HR800CP?

Daniel Sund: Ja, das machen sie. Aber wir haben jetzt unseren warmgewalzten 800 MPa Komplexphasenstahl mit einer höheren Kantenduktilität verbessert. Sie haben jetzt zwei Möglichkeiten: Sie können den jüngst verbesserten Docol® HR800CP oder den HR800CP+HER kaufen. „+HER“ bedeutet, dass wir jede Lieferung getestet haben, um eine Garantie von mindestens 45 % HER zu gewähren, mit typischen Werten von 70 % HER.

Und der Docol® HR800HE ist auch zu 100 % HER geprüft?

Daniel Sund: Richtig. Unser gesamter warmgewalzter 800HE-Stahl oder High-Edge-Stahl ist geprüft, um den Kunden garantiert mindestens 65 % HER zu geben, mit einem erwarteten durchschnittlichen oder typischen HER-Wert von 100 %.

Wie hat SSAB bei diesen neuen 800-MPa-Stählen eine so hohe Kantenduktilität erreicht?

Daniel Sund: Zunächst haben wir ihre Mikrostrukturen optimiert. Dann haben wir sehr strenge Maßnahmen bei der Qualitätskontrolle, darunter die Entgasung der Vakuumtanks, um die innere Reinheit von allen Brammen zu gewährleisten. Wir haben auch eine sehr ausgeklügelte Überwachung der Temperaturen und Reduktionen während des Warmwalzprozesses.

Was sind die möglichen Anwendungen in der Automobilindustrie für diese drei neuen 800-MPa-Stähle?

Robert Ström: Für diese 800-Megapascal-Materialien gibt es viele mögliche Anwendungen. Querlenker, insbesondere untere Querlenker, werden eine wichtige Anwendung sein. Doch alle diese HR-Stähle – HR800CP, HR800CP+HER und HR800HE – können gut für Anwendungen mit hoher Kantenduktilität geeignet sein, die gute Ermüdungseigenschaften verlangen. Zum Beispiel Teile, die sich ständig bewegen und gerüttelt werden. Ich denke an Mehrgelenk-Aufhängungen, Längslenker, Verbundlenkerachsen und Hilfsrahmen.  

Ich halte diese Stähle für den „goldenen Mittelweg“ bei den gewünschten Eigenschaften. Wenn Sie darüber nachdenken, könnten sich viele dieser Eigenschaften widersprechen: Umformbarkeit gegen hohe Festigkeit, hohe Kantenduktilität gegen gute Crashleistung. Doch diese Stähle bieten alle diese Eigenschaften – und insbesondere eine sehr hohe Kantenduktilität.

Wie ist der aktuelle Sachstand bei diesen drei neuen 800-MPa-Stählen?

Robert Ström: Sie können sie jetzt über das Docol® Testmateriallagerprogramm für extra- und ultrahochfeste Stähle bestellen und wir haben viele Kunden, die sie gerade testen. Gleichzeitig führt SSAB langfristige Ermüdungstests mit geringen und hohen Zyklen durch.

Daniel Sund: Ja, wir ermuntern die Kunden stark zu Tests. Dies kann bei einer neuen Teilekonstruktion oder einem vorhandenen Teil, bei dem es Probleme mit Kantenrissen gab, in Frage kommen.

Hat SSAB AutoForm Materialkarten für alle drei 800-MPa-Stähle?

Marcus Folmerz: Ja. Um Unterstützung bei ihren Konstruktions- und Umformsimulationen zu bekommen, können sich die Kunden an ihren Docol® Vertreter wenden, der die AutoForm Karten für HR800CP, HR800CP+HER und HR800HE bereitstellt. Oder sie können die Vertreter bitten, einen Zugang zum Docol® Testfahrten-Downloadportal einzurichten. Und wie immer kann das SSAB Knowledge Service Center Ihnen bei der Vorbereitung Ihrer Simulationen für neue extra- und ultrahochfeste Docol Stahlgüten helfen.

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