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Werkstoffe Trip-Stahl mit guten Werten für die Umformung

| Autor / Redakteur: Thomas Schulz und Thorsten Müller / Simone Käfer

Ein junger Werkstoff soll mit hoher Festigkeit und mit extrem hohen Bruchdehnungswerten die Automobilindustrie erobern.

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Der Multiphasenstahl Trip600-TH erfüllt die Anforderungen an die 3rd Generation of Advanced High-Strength Steel.
Der Multiphasenstahl Trip600-TH erfüllt die Anforderungen an die 3rd Generation of Advanced High-Strength Steel.
(Bild: ©ZAZEN - stock.adobe.com)
  • Die Stahlsorte Trip600-TH vereinigt die hohe Festigkeit eines Trip-Stahls mit den Bruchdehnungswerten eines IF-Stahls (Inter­stitial Free).
  • Seine spezifizierte Güte entspricht aktuell keiner Stahlsorte in der Europäischen Norm EN 10346 / EN 10338 beziehungsweise der VDA-Norm 239-100.
  • Das Stahlband von Trip600-TH hat geringe Kennwertunterschiede längs und quer zu seiner Walzrichtung.

Von ehemals vier Stahlsorten der Trip-Familien finden sich in Automodellen heute nur noch eine: der CRRA700 (Trip700). Andere kommen bestenfalls in verschwindend geringen Mengen vor. Trip steht für Transformed Induced Plasticity. Dieser Multi­phasenstahl besteht hauptsächlich aus Ferrit, Bainit und Restaustenit, der sich in der Kaltumformung zu Martensit umwandelt. Dadurch erhält der Stahl seine zusätzliche Härte und Umformbarkeit. Jedoch war sowohl seine Herstellung als auch seine Weiterverarbeitung schwierig. Mit der Weiterentwicklung der Anlagen- und Verfahrenstechnik bietet sich der Familie der Multiphasenstähle jedoch eine neue Chance.

Die MET/Con-Technologisches Consulting gehört zur SMS Group und hat den Werkstoff Trip600-TH entwickelt, dessen Eigenschaftskombination die Anforderungen an die 3rd Generation of Advanced High-Strength Steel (AHSS, weiterentwickelter hochfester Stahl) erfüllt. Die Stahlsorte vereinigt die hohe Festigkeit eines Trip-Stahls mit den Bruchdehnungswerten eines IF-Stahls (Interstitial Free). Das wurde durch eine Kühlstrategie erreicht, welche die Anlagentechnik der SMS Group ermöglicht hat. So entstand an der kontinuierlichen Durch­lauf­glühlin der Stahl Trip600-TH. Seine spezifizierte Güte entspricht aktuell keiner Stahlsorte in der Europäischen Norm EN 10346 / EN 10338 beziehungsweise der VDA Norm 239-100.

Bessere Bruchdehnung

Die Stahlgüte CRRA600, also Trip600, begegnet dem ein oder anderen sicherlich schon länger. Sie hat jedoch bei einer Mindestzugfestigkeit von 590 MPa deutlich geringere Bruchdehnungen und Verfestigungsexponenten als Trip600-TH. Mit der Bruchdehnung von + 40 % und einem Verfestigungsexponenten von + 20 %, gemessen an den bilateralen Vorgaben, wird den Kunden der Auto­mobilindustrie und Stahlservice­centern als deren Zulieferer, dem Bereich der Nutzfahrzeuge und nicht zuletzt den Profilierern eine Stahlsorte bereitgestellt, die neue Möglichkeiten eröffnet.

Bereits 2009 wurde ein Zielwert für das Produkt aus Zugfestigkeit und Dehnung von 29.000 MP% für Trip-RA benannt. Der vorgestellte Trip-Stahl in High Ductility, Trip600-TH, besitzt neben den Standardkennwerten des Zugversuches auch Sondereigenschaften, wie garantierte Lochaufweitung nach ISO 16630 für eine kantenrissfreie Umformung und garantierte Biegewinkel nach VDA 238-100. Auch ein garantiertes Produkt aus Zugfestigkeit und Bruchdehnung bietet der Stahl als Merkmal für eine neue Generation von AHSS (Advanced High Strength Steels), sogenannte „3rd Generation Steel Grade“, die mit 29.358 MPa seitens der MET/Con – Technologisches Consulting dargestellt werden konnte.

Kaum Kennwertunterschiede

Eine weitere wichtige ressourcenschonende Sonder­eigenschaft, die Quasiisotropie des Werkstoffes, wird von den geringen Kennwertunterschiede des Stahlbandes längs und quer zu seiner Walzrichtung bezeichnet. So kann beispielhaft das Schneiden von Platinen aus einem Band unabhängig von der Walzrichtung (quer, längs und diagonal beziehungsweise in einem Winkel zur Walzrichtung) erfolgen und so der Verschnitt minimiert werden.

Stahlsorte Dehngrenze (Rp0,2 MPa) Zugfestigkeit (Rm MPa) Bruchdehnung (A80 %) „Verfestigungse­xponent” (n) „Bake Hardening” (BH2 MPa)
(Datenblatt MET/Con) Längsrichtung Trip600 380 - 480 590 - 700 ≥ 28 ≥ 0,20 ≥ 40
(Datenblatt MET/Con) Längs- und Querrichtung Trip600-TH 380 - 480 590 - 700 ≥ 35 ≥ 0,22 ≥ 40
(Beispiel MET/Con) Längsrichtung Trip600-TH 451 698 38 0,23 66
(Beispiel MET/Con) Querrichtung Trip600-TH 454 699 40 0,24 66
(Datenblatt Hersteller Europa) Querrichtung CR400Y600T-TR 400 - 520 ≥ 600 ≥ 25 / ≥ 40
(Datenblatt Hersteller Asien 1) Längsrichtung CR380/590TR 380 - 480 ≥ 590 ≥ 26 ≥ 0,20 /
(Datenblatt Hersteller Asien 2) Längsrichtung CR380/590TR 380 - 480 ≥ 590 ≥ 28 ≥ 0,20 ≥ 40

* Thomas Schulz ist technischer Berater, Thorsten Müller ist Leiter Technik bei MET/Con in 40237 Düsseldorf, Tel. (02 11) 8 81 40 59, Thomas.Schulz@sms-group.com

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