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Tata Steel

Neuer Stahl für leichtere Fahrzeuge und höhere Fertigungseffizienz

| Autor/ Redakteur: Paul Cremers / Stefan Graf

Die neueste Generation warmgewalzter Stähle von Tata Steel verbindet eine deutlich leichtere Auslegung und eine optimierte Verarbeitungseffizienz mit einer sehr hohen Energieabsorption im Falle eines Crashs.

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XPF-Stahl bietet Möglichkeiten zur Senkung der Gesamtbetriebskosten durch eine verbesserte Produktivität und Designflexibilität und die leichtere Auslegung komplexer Teile.
XPF-Stahl bietet Möglichkeiten zur Senkung der Gesamtbetriebskosten durch eine verbesserte Produktivität und Designflexibilität und die leichtere Auslegung komplexer Teile.
(Bild: Tata Steel)

Um den Anforderungen der Automobilindustrie und vorherrschenden Trends wie dem Leichtbau jederzeit gerecht zu werden, arbeiten die Experten der Werkstofftechnologien laufend an fortschrittlichen neuen Produktlösungen. Gewichtsziele müssen erfüllt, alte Fahrzeugplattformen gegen neue ausgetauscht und dabei die Fertigungsprozesse im Auge behalten werden. Kompromisse bei Sicherheit, Steifigkeit, Langlebigkeit und anderen Leistungsparametern sind ausgeschlossen.

Hier sind komplexere Bauteilgeometrien erforderlich, um geringere Dicken leichterer Komponenten auszugleichen, den Steifigkeitsverlusten entgegenzuwirken und dem begrenzten Bauraum gerecht zu werden. Dabei setzen Entwickler unter anderem auf neue Designlösungen mit geringeren Dicken höherfester Stähle. Die Herausforderung liegt hierbei in der für gewöhnlich weniger guten Umformbarkeit höherfester Werkstoffe. Für die Realisierung komplexerer Designs ist neben der Dehnung die Streckbördel-Verformbarkeit von großer Bedeutung. Das aktuelle Stahlangebot erfordert meist einen Kompromiss aus Festigkeit und Umformbarkeit und dem Verhältnis Streckbördel-Verformbarkeit und Dehnung. Auch die Verarbeitung und Verbindung von höherfesten Komplexphasenstählen kann sich als schwierig erweisen.

Tata Steel bietet den Entwicklern mit seinem XPF-Portfolio den passenden Stahl für modernste Designs. Gestartet ist der Stahlhersteller bereits 2015 mit XPF800, der europaweit ersten warmgewalzten Stahlsorte, die mit 800 MPa eine hohe Festigkeit mit hervorragenden Umformeigenschaften kombiniert.

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Eine neue Stahllösung für die Zukunft

Der anhaltende Leichtbautrend, die steigenden Performance-Anforderungen wie die Crash-Steifigkeit und der Bedarf an einer hervorragenden Verarbeitungseffizienz waren für Tata Steel der Anlass, sein XPF-Portfolio um eine ultrahochfeste Variante zu erweitern. Im direkten Vergleich zu anderen Werkstoffen, bei denen eine höhere Festigkeit zulasten der Dehnbarkeit und Streckbördel-Verformbarkeit geht, vereint XPF1000 eine ultrahohe Festigkeit von 1.000 MPa mit einer vergleichbaren Lochaufweitungsfähigkeit und Dehnbarkeit wie CP800-Komplexphasenstähle.

Ergänzt werden diese Produkteigenschaften durch eine hervorragende Verarbeitungseffizienz: Biegefähigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Schweißbarkeit haben ein hohes Niveau. Erste Anwendungsstudien im Fahrwerks- und Aufhängungsbereich zeigen, dass XPF1000 verglichen mit CP800 bis zu 20 % Gewicht einsparen kann. Die hohe Lochaufweitungskapazität des neuen Stahls ermöglicht es, bei Bauteilen, die ein hohes Steifigkeitsniveau brauchen, durch komplexere Formen die Dicken zu reduzieren oder auch eine Teilekonsolidierung zu erreichen. Dadurch ergeben sich neben der deutlichen Gewichtseinsparung auch Kostenreduzierungen in der Fertigung.

Zugleich kann die Bauteilfestigkeit um 20 % gesteigert werden, was die Energieaufnahme im Falle eines Crashs deutlich erhöht. Der Trend hin zu elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sorgt durch das Fehlen des Verbrennungsmotors und eine damit verkürzte Frontstruktur für ganz neue Crash-Anforderungen. Es kommt zu einer höheren Energieaufnahme über einen kleineren Abstand. Automobilhersteller setzen deshalb auf hochfeste Stahlsorten mit dickeren Abmessungen. Der Fallturm-Test von XPF1000 bestätigt die hervorragende Performance der neuen Stahllösung, die für eine ausgezeichnete Crash-Festigkeit sorgt.

Durch seine hervorragenden Produkteigenschaften bietet der neue XPF1000, anders als andere warmgewalzte oder kaltgewalzte AHSS-Stähle, die in ihrer Anwendung oft eingeschränkt sind, ein großes Potenzial auch für Anwendungen im Bereich Chassis, Sitz- und Innenraumstrukturen.

Clevere Mischung: Metallurgisches Konzept und Mikrostruktur

Die Haupteigenschaft des metallurgischen Konzepts von XPF ist die duktile einphasige Ferrit-Mikrostruktur. Diese Mikrostruktur ist für die überlegene Lochaufweitungskapazität, Kantenformbarkeit und Ermüdungsfestigkeit von XPF im Vergleich zu konventionelleren Komplexphasenstählen verantwortlich. XPF1000 erhält mit seiner Mikrostruktur seine Stärke durch eine hohe Dichte an nanometergroßen Ausscheidungen. Diese Nanopartikel sind hocheffizient und verleihen der duktilen Stahlmatrix Festigkeit.

Die neue Stahlgüte eignet sich für anspruchsvolle Anwendungen, die durch geringere Wandstärken oder komplexere Bauteilgeometrien Fahrzeuggewicht einsparen oder die Leistungsfähigkeit von Komponenten erhöhen wollen – ohne dabei an Sicherheit, Steifigkeit, Langlebigkeit und anderen Leistungsparametern einzubüßen. XPF1000 ist in Dicken von 2,0 bis 4,5 mm und Breiten von 1.000 bis 1.600 mm erhältlich.

Tata Steel auf der Blechexpo: Halle 10, Stand 10408

Weitere Meldungen zur Blechexpo finden Sie in unserem Special.

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