3.1 Metallische Werkstoffe für den Karosseriebau - Lehr- und ...
3.1 Metallische Werkstoffe für den Karosseriebau - Lehr- und ...
3.1 Metallische Werkstoffe für den Karosseriebau - Lehr- und ...
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3 Blechteilfertigung<br />
Teil 1<br />
Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6: Luft- <strong>und</strong> Raumfahrttechnik /<br />
Fachhochschule Aachen / Hohenstaufenallee 6 / 52064 Aachen / www.karosserietechnik.fh-aachen.de
3 Blechteilfertigung<br />
Agenda<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong> <strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
3.2 Kenngrößen der Umformtechnik<br />
3.3 Blechumformung <strong>und</strong> Schnei<strong>den</strong><br />
3.<strong>3.1</strong> Tiefziehen <strong>und</strong> Streckziehen<br />
3.3.2 Biegeumformen<br />
3.3.3 Schnei<strong>den</strong> (Trennen)<br />
3.3.4 IHU Innenhochdruckumformen<br />
3.3.5 Hydromechanisches Ziehen<br />
3.3.6 Walzprofilieren<br />
3.3.7 Bördeln / Falzen<br />
3.3.8 Warmumformen<br />
3.3.9 „Tailor (&Rolled) Blanks“<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 2/45
3 Blechteilfertigung<br />
Agenda<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong> <strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
• Einführung<br />
• Stahlherstellung<br />
• Eigenschaften / Anforderungen an <strong>den</strong><br />
Karosseriewerkstoff<br />
• Verfestigungsmechanismen / Werkstoffkonzepte<br />
• Warmwalzen / Kaltwalzen<br />
• Stahlsorten / Anwendungsbeispiele<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
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Anteil in %<br />
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
68 13 10 5 4<br />
63 14Werkstoffanteil 13 im 6 PKW 4<br />
59<br />
55<br />
75<br />
14<br />
1471,5 14<br />
15<br />
8<br />
10<br />
5<br />
6<br />
68<br />
63<br />
13 13 13 14 13 14 14 14 15<br />
10<br />
10<br />
8<br />
8<br />
6<br />
3 3 5 4 6<br />
3,5<br />
4<br />
4 5 6<br />
1975 1980 1985 1995 2000 2005*<br />
* Vorhersage<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
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59<br />
Stahl / Eisen<br />
Elastomere / Sonstiges<br />
Kunststoffe<br />
Aluminium<br />
sonstige NE-Metalle<br />
55
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Nach der klassischen Definition ist Stahl eine<br />
Eisen-Kohlenstoff-Legierung, die weniger als<br />
2,06 (Massen)-Prozent Kohlenstoff enthält.<br />
Gicht<br />
H<strong>und</strong><br />
H<strong>und</strong><br />
Wasserkühlung<br />
Schlacke<br />
Gichtgase zu <strong>den</strong><br />
Winderhitzern<br />
Möller:<br />
Erz <strong>und</strong> Kalk<br />
Koks<br />
Heißluft von <strong>den</strong><br />
Winderhitzern<br />
Roheisen<br />
Quelle: Institut <strong>für</strong> Werkstoffk<strong>und</strong>e, Universität Hannover<br />
Hauptreaktionen:<br />
1) 1) 2C 2C + O 2 →<br />
2 →2CO 2CO<br />
2) 2) CO CO + FeO FeO→ → CO CO2 +<br />
2 + Fe Fe<br />
Die<br />
Die<br />
Schlacke<br />
Schlacke<br />
entsteht<br />
entsteht<br />
aus<br />
aus<br />
<strong>den</strong><br />
<strong>den</strong><br />
restlichen<br />
restlichen<br />
Bestandteilen<br />
Bestandteilen<br />
des<br />
des<br />
Erzes,<br />
Erzes,<br />
die<br />
die<br />
sich<br />
sich<br />
mit<br />
mit<br />
dem<br />
dem<br />
zugegebenen<br />
zugegebenen<br />
Kalk<br />
Kalk<br />
verbin<strong>den</strong>.<br />
verbin<strong>den</strong>.<br />
Sie<br />
Sie<br />
hat<br />
hat<br />
eine<br />
eine<br />
niedrigere<br />
niedrigere<br />
Dichte<br />
Dichte<br />
als<br />
als<br />
das<br />
das<br />
Roheisen<br />
Roheisen<br />
<strong>und</strong><br />
<strong>und</strong><br />
kann<br />
kann<br />
daher<br />
daher<br />
abgeschöpft<br />
abgeschöpft<br />
wer<strong>den</strong>.<br />
wer<strong>den</strong>.<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Produktionsfluss ArcelorMittal Bremen<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Produktionsfluss ArcelorMittal Bremen<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
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Fertig<br />
warmgewalzt,<br />
gebeizt<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Produktionsfluss ArcelorMittal Bremen<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
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feuerverzinkt<br />
Fertig<br />
Fertig<br />
kaltgewalzt<br />
elo.-verzinken bei Sikel<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Produktionsfluss ArcelorMittal Bremen<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
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Fertig<br />
Platinen<br />
TWB<br />
Fertig<br />
feuerverzinkt<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Stoffbilanz zur Erzeugung von Roheisen<br />
zugeführt<br />
abgeführt<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
1 Tonne Roheisen<br />
11.000 Tonnen Roheisen<br />
Tagesproduktion Bremen<br />
Erz u. Zuschläge 1,6 t 17.600 t<br />
Koks 0,36 t 3.960 t<br />
Kohle 0,12 t 1.320 t<br />
Heißwind 1,36 t (~1.050 m 3 ) ca. 15.000 t (~11,6 Mio. m 3 )<br />
Sauerstoff 0,05 t (34 m 3 ) 550 t (~0,37 Mio. m 3 )<br />
Roheisen 1,0 t 11.000 t<br />
Schlacke 0,26 t 2.860 t<br />
Gichtgas 2,1 t(~1.550 m 3 ) 2<strong>3.1</strong>00 t (~17 Mio.m 3 )<br />
Staub u. Schlamm 0,011 t 12 t<br />
Kühlwasser 20 m 3 96.000 m 3<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Eigenschaftsanforderungen<br />
Quelle: Wedemeier / Salzgitter AG<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Einflussparameter <strong>und</strong> ihre technologische Wirkung (Auswahl)<br />
Klassifikation Parameter Auswirkung (Auswahl)<br />
Oberfläche<br />
Rauheit<br />
Mechanische<br />
Eigenschaften<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Oberflächentextur<br />
Lackaussehen, Umformbarkeit<br />
Öl, Easyfilm, NIT Umformbarkeit, Korrosionsschutz, Klebeeignung<br />
Beschichtung, Gebeizt Korrosionsschutz<br />
Beschichtungsart Lackaussehen, Umformbarkeit<br />
Streckgrenze, Festigkeit Umformbarkeit, Bauteilverhalten Crash<br />
Zugfestigkeit Umformbarkeit, Bauteilverhalten Crash<br />
Dehnung Umformbarkeit, Bauteilverhalten Crash<br />
R- u. n-Wert Umformbarkeit<br />
Legierung chemische Zusammensetzung Schweißbarkeit, mech. Eigenschaften<br />
Geometrie<br />
Ebenheit Prozess Umformen<br />
Dicke Umformbarkeit, Bauteilverhalten Crash<br />
Breite Prozess Umformen<br />
Allgemein Toleranzen Prozess Umformen<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Festigkeit - Dehnung<br />
[MPa]<br />
mittlere Zugfestigkeit R m<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
0 5 10 15 20 25 30<br />
Bruchdehnung A 80 [%]<br />
Tiefziehgüte*)<br />
mikrolegierte Stähle<br />
Multiphase<br />
DP<br />
Bake-Har<strong>den</strong>ing<br />
TRIP<br />
IF<br />
IS<br />
Boron<br />
Rephosphorisiert<br />
Ferrit BAinit<br />
35 40 45 50<br />
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© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 13/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Ausgangsgefüge <strong>und</strong> Werkstoffkonzepte<br />
Stahl Ausgangsgefüge Besonderheiten des Werkstoffkonzepts<br />
DC04/<br />
einphasig ferritisch Einstellen einer definiertem Korngröße <strong>und</strong> einer ausgeprägten Rekristallisationstextur<br />
DD13 (WB)<br />
(Standard-Tiefziehstahl)<br />
DC06 einphasig ferritisch Abbin<strong>den</strong> der interstitiell lösbaren Atome mittels Niob oder Titan <strong>und</strong> Ausbildung einer<br />
Rekristallisiationstextur (IF-Stahl)<br />
H260YD einphasig ferritisch Abbin<strong>den</strong> der interstitiell lösbaren Atome, zusätzliche Mischkristallverfestigung durch<br />
Mangan <strong>und</strong> Phosphor hochfester IF-Stahl)<br />
H180B/ einphasig ferritisch Zusätzlicher Festigkeitsbeitrag nach der Umformung in Form einer<br />
H260B<br />
Streckgrenzenerhöhung durch Abschreck- <strong>und</strong> vor allem Reckalterung während des<br />
Lackeinbrennprozesses bei circa 170°C (Bake-Har<strong>den</strong>ing-Stahl)<br />
H260P einphasig ferritisch Mischkristallverfestigung durch Phosphor (phosphorlegierter Stahl)<br />
H250G1 einphasig ferritisch Gezielte Einstellung eines globularen Gefüges mit richtungsunabhängigen<br />
mechanischen Eigenschaften (isotroper Stahl)<br />
H320LA/ einphasig ferritisch Verwendung von Mikrolegierungselementen wie Niob oder Titan zur Kornfeinung <strong>und</strong><br />
H340LAD/<br />
Ausscheidungshärtung sowie zur Beeinflussung von Rekristallisations- <strong>und</strong><br />
S380MC WB)<br />
Umwandlungsverhalten (mikrolegierter Stahl)<br />
H300X/ mehrphasig, ferritisch mit Koexistenz einer weichen duktilen <strong>und</strong> einer sehr harten Phase, ferner eine hohe<br />
DD33X (WB) eingelagerten Martensitinseln Anzahl beweglicher Versetzungen im Bereich der Phasengrenzflächen (DP-Stahl)<br />
TRIP700Z mehrphasig, ferritisch <strong>und</strong> Weiche <strong>und</strong> harte Gefügebestandteile, Umwandlung des metastabil vorliegen<strong>den</strong><br />
bainitisch mit Restaustenit Restaustenits während der Verformung, ausgeprägte Temperaturabhängigkeit der<br />
Eigenschaften (TRIP-Stahl)<br />
CP900 (WB) mehrphasig, ferritisch <strong>und</strong> Extrem feinkörnige Gefügestruktur aus einem weichen <strong>und</strong> mehreren harten<br />
martensitisch, mehrere<br />
Bainitvarianten<br />
Bestandteilen, zusätzliche Ausscheidungshärtung (Complexphasen-Stahl)<br />
1.4301/ einphasig austenitisch Teilweise Umwandlung des metastabil vorliegen<strong>den</strong> Austenits während der<br />
1.4301 WB)/<br />
Verformung, ausgeprägte Temperaturabhängigkeit der Eigenschaften (austenitischer<br />
1.4376<br />
nichtrostender Stahl)<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Festigkeit: Versetzungen <strong>und</strong> Gittetbaufehler<br />
Festigkeit<br />
Festigkeit ist die Fähigkeit eines Körpers, <strong>den</strong><br />
auf ihn wirken<strong>den</strong> Kräften Widerstand gegen<br />
Verformung entgegenzusetzen.<br />
Eine Steigerung der Festigkeit wird durch<br />
Behinderung der Wanderung der Versetzungen<br />
erreicht.<br />
Versetzungen<br />
C- oder N-Atome<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Eisenatome<br />
Versetzungen:<br />
TEM -Aufnahme<br />
Mischkristall<br />
Ø Substitution,<br />
z. B.: Cu, Ni, Si, Mn, P, Nb<br />
Ø interstetiell,<br />
z. B.: H, B, C, N, O<br />
Spannungen im Kristall<br />
Δ Re<br />
(MPa)<br />
0% 0.5%<br />
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N<br />
Si Mn<br />
C<br />
C<br />
P<br />
Si<br />
Mn
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Versetzungsmechanismen<br />
Hindernisart Dimension Effekt Legierungs-<br />
element<br />
Frematome<br />
Versetzungen<br />
0<br />
dimensional<br />
1<br />
dimensional<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
Sorte<br />
Mischkristallhärtung z. B. P, Mn, Si HSS<br />
Kaltverfestigung<br />
AHSS, Tiefziehsorten<br />
Korngrenzen<br />
u. auch Zwillingsgrenzen<br />
2<br />
dimensional<br />
Nb, Ti, V<br />
Mo, V<br />
HSLA<br />
AHSS<br />
Ausscheidungen<br />
(Phasentransformation)<br />
3<br />
dimensional<br />
Teilchenhärtung<br />
Karbide<br />
Martensit,<br />
Bainit<br />
Nb, Ti, V, Fe3C C, Mn, Cr, B<br />
HSLA<br />
AHSS<br />
Kornfeinung<br />
Eisenatom<br />
interstetielles<br />
C-Atom<br />
Substitution<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Korngrenze 20μm<br />
Zementit<br />
Ferrit<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Festigkeit<br />
[log Rp]<br />
Steigerung der Festigkeit, einphasige Stahlsorten<br />
Rpmin<br />
Einphasig<br />
versetzungsarmer<br />
Real-Einkristall<br />
Versetzungen Korngrenzen Fremdatome Teilchen<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
versetzungsreicher<br />
Einkristall (verformt)<br />
verformter<br />
Polykristall<br />
Gehalt an Gitterfehlern<br />
verformter, feinkörniger<br />
Polykristall, legiert<br />
verformter, feinkörniger<br />
Polykristall, legiert u.<br />
wärmebehandelt<br />
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© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 17/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Steigerung der Festigkeit, mehrphasige Stahlsorten<br />
Ferrit + Martensit<br />
20 µm<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
feinköring, Ferrit +<br />
Bainit + Austenit<br />
ferritische+<br />
Bainite + Rest-<br />
Matrix<br />
austenit<br />
100 mm<br />
DP TRIP<br />
sehr feinköring,<br />
Ausscheidungen<br />
Ferrit + Bainit +<br />
Martensit<br />
MP1000<br />
Festigkeitssteigerung<br />
Martensit<br />
wärmebe.<br />
USIBOR 1500P<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
Martensit<br />
ohne Entkohlung<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Gefügeeinstellung beim Warmwalzen <strong>und</strong> Kaltwalzen, respektive Glühen<br />
Gefügeeinstellung beim<br />
Warmwalzen<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Gefügeeinstellung beim<br />
Gefügeeinstellung nach dem<br />
Kaltwalzen<br />
In der „Conti.-Glühe“ oder<br />
beim Feuerverzinken (HDG)<br />
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© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 19/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Mehrphasenstähle – ZTU Schaubild<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Steuerung der Phasenanteile durch gezielte Temperaturführung<br />
am Beispiel eines kaltgewalzten TRIP.<br />
800 -<br />
700 -<br />
600 -<br />
500 -<br />
400 -<br />
300 -<br />
200 -<br />
100 -<br />
Martensit<br />
Ferrit<br />
Bainit<br />
Perlit<br />
Anreicherung C um<br />
Gamma zu Stabilisieren<br />
Zeit (sec)<br />
Umformung verschieb „Phasen nach links“, d.h. z. B. um Martensit zu<br />
bekommen muss schneller abgekühlt wer<strong>den</strong>.<br />
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© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 20/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Bake–Har<strong>den</strong>ing–Effekt in Stählen<br />
� Streckgrenzenzuwachs infolge Wärmebehandlung im<br />
Lackeinbrennprozeß (Zugewinn an Beulfestigkeit, Beulsteifigkeit)<br />
� Ursache des Bake-Har<strong>den</strong>ing ist die Wechselwirkung von<br />
interstitiellen Atomen (C) mit Versetzungen<br />
� die diffusionsbedingte Anreicherung der C-Atome an Versetzungen<br />
bei erhöhter Temperatur blockiert diese <strong>und</strong> bewirkt <strong>den</strong><br />
Streckgrenzenanstieg<br />
� Parameter:<br />
- C-Diffusion: Temperatur <strong>und</strong> Zeit-Abhängigkeit des BH-Effektes<br />
- Versetzungen: Abhängigkeit von Verformungszustand, -richtung <strong>und</strong> -höhe<br />
Quelle: Thyssen Krupp Stahl AG<br />
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© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 21/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Bake–Har<strong>den</strong>ing–Effekt im Spannungs–Dehnungs-Diagramm<br />
Spannung in N/mm²<br />
170 °C/20 min (Lackeinbrennsim.)<br />
R eL<br />
BH 0<br />
R p0.2<br />
Quelle: Thyssen Krupp Stahl AG<br />
Anlieferung<br />
Dehnung in %<br />
170 °C/20 min<br />
Dehnung in %<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 22/45<br />
2 %<br />
R eL<br />
BH 2<br />
R p2.0
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Bake–Har<strong>den</strong>ing–Effekte/<strong>Werkstoffe</strong>igenschaften<br />
Quelle: TKS<br />
Kaltverfestigung <strong>und</strong> BH-Effekt an ausgewählten Stahlwerkstoffen<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 23/45
Festigkeit (Streckgrenze)<br />
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Bake–Har<strong>den</strong>ing–Effekte/<strong>Werkstoffe</strong>igenschaften<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Quelle: Thyssen Krupp Stahl AG<br />
Umformung Fügen Lack Einbrennen<br />
Kaltverfestigung<br />
H300LA (mikrolegiert)<br />
H300B (Bake Har<strong>den</strong>ing Stahl)<br />
H300X (Dual Phasen Stahl)<br />
Bake Har<strong>den</strong>ing<br />
Werkstoffangaben von Stahlherstellern<br />
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Bruchdehnung A 5, %<br />
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Festigkeit - Dehnung<br />
60<br />
30<br />
0<br />
Alu<br />
Tiefziehgüten<br />
DP-<br />
Stähle<br />
TRIP-<br />
Stähle<br />
Konventionelle<br />
höherfeste Stähle<br />
CP-<br />
Stähle<br />
400 600 800 1000 Zugfestigkeit [N/mm²]<br />
100 200 300 400 600<br />
Höherfeste austenitische<br />
Stähle (Edelstähle)<br />
MS-<br />
Stähle<br />
Streckgrenze [N/mm²]<br />
Höherfeste Stähle (Rp0,2>180N/mm²)<br />
Bor-<br />
Stähle<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Dualphasenstahl (DP)<br />
- gute Umformbarkeit<br />
- keine ausgeprägte Streckgrenze<br />
- hoher BH-Effekt<br />
- Hohe Kaltverfestigung<br />
- DP450 – DP1000<br />
- hohe Geschwindigkeitsabhängigkeit<br />
DP350/600<br />
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Ferrit<br />
Martensit
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Transformation Induced Plasticity (TRIP)<br />
(bzw. Restaustenitische Stähle RA)<br />
- sehr gute Umformbarkeit<br />
- hoher BH-Effekt<br />
- Hohe Kaltverfestigung<br />
- Trip600 – Trip1000<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Partiell martensitischen Stähle (PM)<br />
Complexphasen Stähle (CP)<br />
� ähnlich <strong>den</strong> PM-Stählen<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Martensitischen Stähle (MS)<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
(Ausblick) Neue Stahlwerkstoffe in Entwicklung<br />
Quelle: ArcelorMittal & Thyssen Krupp Stahl AG<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Eigenschaften von Blechplatinen zur Walzrichtung<br />
Anisotroper Tiefziehstahl (DC04)<br />
- ungleichmäßiger Materialfluss<br />
- Zipfelbildung<br />
- starke Wandstärkenänderung<br />
Isotroper Tiefziehstahl (H280LI)<br />
- gleichmäßiger Materialfluss<br />
- keine Zipfelbildung<br />
- gleichmäßige Wandstärkenverteilung<br />
Quelle: Salzgitter Flachstahl AG<br />
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90 °<br />
45 °<br />
0°<br />
Walzrichtung
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Warmgewalzte / Kaltgewalzte Bleche<br />
Warum gibt es warmgewalzte Sorten nur dicker als 1,5 (1,2) mm?<br />
Am Beispiel von<br />
Magnesiumblechwalzen<br />
Temperaturdifferenz<br />
zwischen<br />
Blechmitte <strong>und</strong> <strong>und</strong><br />
Blechrand; ε W =10%<br />
W =10%<br />
Blechdicke<br />
[mm]<br />
1,4<br />
2<br />
6<br />
13<br />
Messpunkte<br />
Temperaturdifferenz<br />
[K]<br />
130<br />
73<br />
51<br />
49<br />
Quelle: Dr. Wölfle, ArcelorMittal<br />
Walzen mit<br />
Magnesiumblech<br />
Perspektive der<br />
Kamera mit Bildausschnitt<br />
Thermographiecomputer<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
Thermographiekamera<br />
Thermographiefilme:<br />
10 10 fache-Zeitlupe<br />
oben: 6 mm mm Blechdicke<br />
unten: 13mm<br />
Deutlich wird wird die die<br />
stärkere Auskühlung des des<br />
dünneren Bleches.<br />
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3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Auswahl verschie<strong>den</strong>er Stahlsorten<br />
IF-Stahl<br />
DC01-06<br />
Quelle: Thyssen Krupp Stahl AG<br />
Bezeichnung R m [MPa] R P0,2 [MPa] A 80 [%]<br />
Interstitiell freier Stahl 220...320 120...190 40...52<br />
ST12 Unlegierter Stahl 270...350 max.280 min. 28<br />
ST14 Unlegierter Stahl 270...350 max.225 min. 38<br />
ZSTE 220P Phosphorlegierter Stahl 340...420 220...280 min. 30<br />
ZSTE 420 Mikrolegierter Stahl 480...620 420...540 min.16<br />
ZSTE 300 BH „Bake Har<strong>den</strong>ing“ Stahl 400...480 300...360 min.26<br />
X6CrMo17 1 Ferritischer Chromstahl 480...630 260...280 min. 20<br />
Austenitischer Chrom-Nickel-<br />
Stahl<br />
500...950 195...420 30...45<br />
DP500 Dual Phasen Stahl 450...580 240....310 min. 28<br />
CP-W 1000 Komplexphasenstahl 950....1130 > 720 min. 10<br />
MS-W1200 Martinsitphasenstahl 1200....1450 900 min. 5<br />
BORON 02 Boron Stahl vorher 500 320 min. 28<br />
nachher 1480 1050 min. 9<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 33/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Einsatz von HSS <strong>und</strong> UHSS im Rohbau<br />
Citroen C5 MJ2001 (33%)<br />
Aluminium 3%<br />
Mild Steel 64%<br />
HSS 27%<br />
VHSS 4%<br />
UHSS 2%<br />
Renault Laguna II MJ2001 (66%)<br />
Mild Steel 34%<br />
HSS 220-380MPA 36%<br />
VHSS 400-600MPA 27%<br />
UHSS >600MPA 3%<br />
BMW 7er MJ2001 (82%)<br />
DC06 (120MPA) 1%<br />
DC04 (140MPA) 16%<br />
ZSTE180 20%<br />
ZSTE220 21%<br />
ZSTE260 11%<br />
ZSTE300 16%<br />
ZSTE380 1%<br />
ZSTE420 11%<br />
DP800 2%<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 34/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Anteil von HSS <strong>und</strong> UHSS in der Rohbaustruktur des<br />
Porsche Cayenne<br />
Quelle: Porsche/Merkens<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 35/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Materialmix, High volume production<br />
Ford S-max : 265T Units / Year<br />
& Galaxy 31T€<br />
VW Polo: 669T Units / Year<br />
14T€<br />
VW Touran: 110T Units / Year<br />
21T€<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 36/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
High Volume (>100.000)<br />
Materialmix, High volume production<br />
Aluminum<br />
0,6%<br />
Hot Form ing<br />
Multiphase<br />
3,5%<br />
15,5%<br />
HSLA<br />
33,4%<br />
Plastics<br />
CFK<br />
0,1%<br />
0,0%<br />
Others<br />
0,7%<br />
Mild Steel<br />
46,2%<br />
Vehicle / Platform Units/Year € Mild Steel HSLA Multiphase Hot Forming Aluminum Plastics CFK<br />
VW Touran /PQ35 130000/1100000 21.000 36% 51% 11% 2% 0% 0%<br />
VW Polo/PQ24/25 669.000 13.440 33% 60% 7% 0% 0% 0%<br />
Skoda Roomster/Fabia 292.600 12.990 41% 12% 37% 10% 0% 0%<br />
BMW 3 Coupé 160.000 43.200 44% 46% 6% 1% 0% 0%<br />
Ford S-Max & Galaxy 265.000 31.450 41% 37% 16% 6% 0% 0%<br />
GM Opel Corsa 465.000 14.520 32% 34% 18% 15% 1% 0%<br />
Dacia Logan 195.600 7.200 90% 10% 0% 0% 0% 0%<br />
Honda CR-V 474.000 26.950 44% 12% 44% 0% 0% 0%<br />
GM Opel Zafira 675.000 32.500 60% 31% 8% 0% 1% 0%<br />
PSA C4 Picasso 200.000 20.700 41% 41% 8% 1% 4% 1%<br />
Trend 46,2% 33,4% 15,5% 3,5% 0,6% 0,1% 0,0%<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 37/45
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
Materialmix, Low volume production<br />
AUDI Q7 : 60T Units / Year<br />
50T€<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 38/45
Low Volume<br />
(
3 Blechteilfertigung<br />
3.2 Kenngrößen der Umformtechnik<br />
<strong>3.1</strong> <strong>Metallische</strong> <strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong> <strong>den</strong> <strong>Karosseriebau</strong><br />
3.2 Kenngrößen der Umformtechnik<br />
3.3 Blechumformung <strong>und</strong> Schnei<strong>den</strong><br />
3.<strong>3.1</strong> Tiefziehen <strong>und</strong> Streckziehen<br />
3.3.2 Biegeumformen<br />
3.3.3 Schnei<strong>den</strong> (Trennen)<br />
3.3.4 IHU Innenhochdruckumformen<br />
3.3.5 Hydromechanisches Ziehen<br />
3.3.6 Walzprofilieren<br />
3.3.7 Bördeln / Falzen<br />
3.3.8 Warmumformen<br />
3.3.9 „Tailor (&Rolled) Blanks“<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 40/45
3 Blechteilfertigung<br />
Literatur<br />
Titel: Praxis der Umformtechnik<br />
ISBN: 3-528-24987-0<br />
Autor: Heinz Tschätsch<br />
Verlag: Vieweg Praxiswissen<br />
Titel: Handbuch der Umformtechnik (Schuler)<br />
ISBN: 3-540-61099-5<br />
Autor: Schuler GmbH<br />
Verlag: Springer Verlag<br />
Titel: Einführung in die Umformtechnik<br />
ISBN: 3-86073-665-5<br />
Autor: R. Kopp<br />
Verlag: Institut <strong>für</strong> Bildsame Formgebung RWTH Aachen<br />
Titel: Stahlfeinblech <strong>für</strong> <strong>den</strong> Automobilbau<br />
ISBN: 3-478-93163-0<br />
Autor: Thyssen Krupp Stahl<br />
Verlag: Verlag Moderne Industrie<br />
Titel: Praxis der Druckgußfertigung<br />
ISBN: 3-7949-0535-0<br />
Autor: Ernst Brunhuber<br />
Verlag: Schiele & Schön<br />
Titel: Werkstoffk<strong>und</strong>e<br />
ISBN: 3-18-400823-1<br />
Autor: Bargel / Schulze<br />
Verlag: VDI Verlag<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 41/45
3 Blechteilfertigung<br />
Kontakt<br />
Dipl.-Ing. R. Krähe<br />
Tower Automotive GmbH & Co.KG<br />
De-Gaspari-Strasse 8 / D-51469 Bergisch Gladbach<br />
Tel: 02202-103-126<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
Prof. Dr.-Ing. T. Röth<br />
<strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet Karosserietechnik<br />
FB6 Luft- <strong>und</strong> Raumfahrttechnik<br />
Boxgraben 98 / D-52064 Aachen<br />
Tel.: 0241-6009-52933<br />
roeth@fh-aachen.de<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 42/45
Stahlsorte<br />
Tiefziehgüten<br />
Bake Har<strong>den</strong>ing<br />
Stähle Anhang<br />
isotrope<br />
Stähle<br />
3 Blechteilfertigung<br />
<strong>Werkstoffe</strong> <strong>und</strong> Anwendungsbeispiele<br />
alte Bezeichnungen<br />
vergleichbarer Güten<br />
oder Firmenbezeichnung<br />
(Firmenbezeichnung fett<br />
= Neuafnahme in Tabelle)<br />
St06 Z, FeP06 G Z, FeP04 Z?<br />
St07 Z, FeP05 Z?<br />
Beschreibung Werkstoffkonzept<br />
Geringe Festigkeit <strong>und</strong> hohe Umformbarkeit duch<br />
geringen Kohlenstoffanteil<br />
interstitial free. Herstellung durch<br />
Vakuumtechnologie, die Verunreinigungen aus<br />
dem Stahl entfernt. Extra geringer<br />
Kohlenstoffanteil.<br />
Die Umformung im "w eichen" Zustand ermöglich<br />
relativ hohe Umformgrade.<br />
Mikrolegierungselemente sind zunächst im Gitter<br />
gelöst. Bei erhöhter Temperatur<br />
(Lackeinbrennen) entstehen kleine<br />
Ausscheidungen, die Versetzungen behindern<br />
<strong>und</strong> damit die Festigkeit de<br />
Anwendung<br />
Standard-<strong>Werkstoffe</strong> <strong>für</strong> Bauteile ohne<br />
besondere Festigkeitsanforderungen oder <strong>für</strong><br />
Bauteile, die nicht in höherfestem Stahl<br />
herstellbar sind<br />
Sondertiefziehgüten <strong>für</strong> extrem schw ierig<br />
umzuformende Bauteile<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
Anwendungsbeispiele<br />
Aussenhaut (Dach),<br />
Kleinteile<br />
Seitenrahmen<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 43/45<br />
Bezeichnung<br />
nach<br />
GS93005<br />
DX54D+Z<br />
DX56D+Z<br />
Usiplus 160<br />
Schw ierig umzuformende Bauteile, die im<br />
fertigen Fahrzeug eine erhöhte Festigkeit<br />
Strukturteile,<br />
Aussenhaut<br />
H160BD+Z<br />
Z StE 180 BH+Z<br />
aufw eisen sollen.<br />
H180BD+Z<br />
Z StE 220 BH+Z H220BD+Z<br />
Z StE 260 BH+Z H260BD+Z<br />
Z StE 300 BH+Z H300BD+Z<br />
Z StE 220 I +Z, HIZ 220+Z<br />
Richtungsunabhängiges Fließverhalten. Das<br />
Fließverhalten w ird bei der Stahlherstellung so<br />
Überw iegend durch Streckziehen hergestellte<br />
Bauteile.<br />
Fronklappe AH<br />
H220ID+Z<br />
Z StE 250 I+Z, HIZ260+Z<br />
beeinflußt, daß das Material zu etw a gleichen<br />
Anteilen aus der Dicke <strong>und</strong> aus der Breite fließt.<br />
H260ID+Z<br />
Z StE 280 I+Z, HIZ300+Z<br />
Die r-Werte liegen ca. bei 1.<br />
H300ID+Z
Stahlsorte<br />
höherfeste IF-<br />
Stähle<br />
Mikrolegierte<br />
Stähle<br />
Dualphasenstähle<br />
3 Blechteilfertigung<br />
Anhang<br />
<strong>Werkstoffe</strong> <strong>und</strong> Anwendungsbeispiele<br />
alte Bezeichnungen<br />
vergleichbarer Güten<br />
oder Firmenbezeichnung<br />
(Firmenbezeichnung fett<br />
= Neuafnahme in Tabelle)<br />
Beschreibung Werkstoffkonzept Anwendung<br />
Anwendungsbeispiele<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 44/45<br />
Bezeichnung<br />
nach GS93005<br />
Verunreinigungen w er<strong>den</strong> durch<br />
Vakuumgießtechnologie reduziert. Gezielte<br />
Schw ierige Ziehteile mit Streck- <strong>und</strong><br />
Tiefziehbeanspruchung<br />
Türinnenbleche<br />
H160YD+Z<br />
IF180+Z<br />
Zugabe festigkeitssteigernder<br />
Legierungselemente (C, Mn, ..)<br />
H180YD+Z<br />
IF220+Z H220YD+Z<br />
IF260+Z H260YD+Z<br />
Z St E 340+Z<br />
Verstärkte Zulegierung von Mn um Zugabe von<br />
Kohlenstoff zu vermei<strong>den</strong>.<br />
Konventionelle Stähle höherer Festigkeit <strong>für</strong><br />
Crashrelevante Bauteile. Eingeschränkte<br />
Längs- <strong>und</strong> Querträger<br />
H340LAD+Z<br />
Ausscheidungshärtung w ird über Zulegierung Umformbarkeit<br />
Z St E 380+Z von Ti, Nb, Vanadin, ... erreicht.<br />
H380LAD+Z<br />
Z St E 420+Z H420LAD+Z<br />
DP 500, DP-K 27/50<br />
Harte (Martensit) <strong>und</strong> w eiche (Ferrit) Phasen<br />
(Körner) sorgen vereinfacht ausgedrückt <strong>für</strong><br />
Crashrelevante Strukturteile mit höherer Längs- <strong>und</strong> Querträger,<br />
Energieaufnahme, besserer Umformbarkeit <strong>und</strong> Aussenahutteile<br />
H270XD+Z<br />
DP 500, DP-K-30/50,<br />
Usiphase D500<br />
DP 600, DP-K 31/60,<br />
Usiphase D600<br />
a) hohe Festigkeit <strong>und</strong><br />
höheren Kosten als bei mikrolegierten Stählen.<br />
b) gute Umformbarkeit durch hohe<br />
Aussenhautteile, bei <strong>den</strong>en hohe Beulfestigkeit<br />
Klatverfestigung.<br />
gefordert w ird.<br />
Zusätzlich ist ein Bake-Har<strong>den</strong>ign-Effekt möglich.<br />
Bei stark umgeformten Bauteilen ist der<br />
H300XD+Z<br />
H310XD+Z<br />
DP-K 34/60 H340XD+Z
Stahlsorte<br />
TRIP<br />
CP-Stähle<br />
MS/BTR-<br />
Stähle<br />
3 Blechteilfertigung<br />
Anhang<br />
<strong>Werkstoffe</strong> <strong>und</strong> Anwendungsbeispiele<br />
alte Bezeichnungen<br />
vergleichbarer Güten<br />
oder Firmenbezeichnung<br />
(Firmenbezeichnung fett<br />
= Neuafnahme in Tabelle)<br />
TRIP 700, RA-K 40/70<br />
CP 800, CP-W 800, Usiphase<br />
M800, H FB 800<br />
Beschreibung Werkstoffkonzept Anwendung<br />
Restaustenit w ird w ährend der Umformung zum<br />
härterem Martensit umgew andelt. Zusätzlich ist<br />
ein Bake-Har<strong>den</strong>ign-Effekt möglich. Bei stark<br />
umgeformten Bauteilen ist der BH-Effekt groß,<br />
bei w enig umgeformten Bauteilen klein.<br />
Crashrelevante Strukturteile mit höherer<br />
Energieaufnahme, besserer Umformbarkeit<br />
<strong>und</strong> höheren Kosten als bei mikrolegierten <strong>und</strong><br />
Dualphasenstählen<br />
Anwendungsbeispiele<br />
Längs- <strong>und</strong> Querträger<br />
Dipl.-Ing. Ralf Krähe<br />
kraehe.ralf@towerautomotive.com<br />
© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / <strong>Lehr</strong>- <strong>und</strong> Forschungsgebiet „Karosserietechnik“ / FB6 / Fachhochschule Aachen 45/45<br />
Bezeichnung<br />
nach GS93005<br />
H400TD+Z<br />
CP 800, CP-W 800, H FB 800 D680C+ZE<br />
MS1200, TMS 1200<br />
MS-W1200, Usiphase M1200<br />
BTR 165<br />
Mehrere Phasen: Bainit, Ferrit, Martensit,<br />
Restaustenit<br />
Hoher Kohlenstoffanteil. Ein hoher Anteil von<br />
hartem Martensit führt zu höchster Festigkeit,<br />
aber auch geringster Umformbarkeit.<br />
Warmumformung ermöglicht größere<br />
Umformgrade.<br />
Bauteile mit höheren Anforderungen an die<br />
Festigkeit im Crash, als mit mikrolegierten oder<br />
TRIP-Stählen realisierbar.<br />
Bauteile mit höheren Anforderungen an die<br />
Festigkeit im Crash, als mit CP-Stählen<br />
realisierbar.<br />
Säulenverstärkungen,<br />
Crashverstärkungen<br />
Kalt umgeformt:<br />
Seitenaufprallträger<br />
Warm umgeformt: A-Säule<br />
E46/C<br />
D680C<br />
D900MS
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