EP3924528A1 - Verfahren zur herstellung eines stahlblechbauteils - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines stahlblechbauteils

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EP3924528A1
EP3924528A1 EP20705035.2A EP20705035A EP3924528A1 EP 3924528 A1 EP3924528 A1 EP 3924528A1 EP 20705035 A EP20705035 A EP 20705035A EP 3924528 A1 EP3924528 A1 EP 3924528A1
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EP
European Patent Office
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thickness
steel workpiece
steel
duration
partially
Prior art date
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Pending
Application number
EP20705035.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Pieronek
Roger Bernd Roßmann
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sheet steel component.
  • the invention also relates to a use of the sheet steel component.
  • Sheet steel components by means of hot forming has already established itself industrially, in particular for the production of body parts such as for example for the production of safety-relevant B-pillars, etc.
  • Sheet steel components can be produced in direct as well as in indirect hot forming processes.
  • Flat blanks (direct) or pre-formed or near-net-shape (cold) formed semi-finished products (indirect) made from a steel workpiece, in particular from a hardenable steel workpiece, are heated to a temperature at which, depending on the composition of the steel workpiece used, a structural transformation occurs within of the steel workpiece occurs.
  • Acl the microstructure transformation into austenite begins and when Ac3 or above is reached, an essentially completely austenitic structure is present.
  • the heating is also called “austenitizing” in specialist circles, especially when a complete transformation into austenite is to take place.
  • the warm (austenitized) steel workpiece is placed in a forming tool and hot formed.
  • the steel workpiece is cooled in this way, preferably within the forming tool, which is preferably actively cooled, so that the structure is converted into a hard structure made of martensite and / or bainite, preferably essentially made of martensite.
  • the cooling or quenching of the steel workpiece within the forming tool or by the action of a (hardening) tool which has the final contour of the sheet metal component to be produced, is also called “press hardening”.
  • cooling / quenching can take place outside a forming tool / hardening tool, in particular in a (cold) medium, for example in an oil bath, and is referred to as “hardening”.
  • Heating and cooling curves for setting the required microstructure are dependent on the chemical composition of the hardenable steel workpiece used and can be seen or derived from so-called ZTA or ZTU diagrams. The setting of an essentially martensitic structure with high strengths is possible by means of hot forming.
  • an aluminum-based coating preferably an aluminum-silicon coating
  • direct hot forming steel workpieces with a zinc-based coating and uncoated steel workpieces are used.
  • Sheet steel components can alternatively be produced from uncoated steel workpieces by means of hot forging, whereby the risk of scaling of the surface of the steel workpiece during austenitization is higher than with coated steel workpieces, so that uncoated steel workpieces are austenitized in a protective gas atmosphere, for example in a furnace flooded with protective gas , the protective gas atmosphere inside the furnace is an inert gas.
  • the protective gas atmosphere is conventionally based on nitrogen with a nitrogen content of almost 100%, which can prevent oxidation (scaling) on the surface of the steel workpiece.
  • a nitrogen-based protective gas leads to an effusion of carbon during austenitization on the surface of a steel workpiece.
  • edge decarburization In professional circles, this phenomenon is known as edge decarburization, whereby the decrease in the carbon content (decarburization) correlates with a decrease in hardness on the surface of the steel workpiece, especially in the case of directly or indirectly hot-formed and / or press-hardened and / or hardened, uncoated sheet steel parts.
  • edge decarburization For the production of sheet steel components that are used in cyclically loaded areas of a vehicle, in particular as part of a chassis component, excessive edge decarburization has a negative effect on the fatigue strength, cf.
  • Figure 4 (sample 15).
  • the object is therefore to provide a method which allows a sheet steel component to be produced in such a way that the resulting sheet steel component has an improved property compared to the prior art.
  • the object is achieved with a method for producing a sheet steel component with the characteristics of claim 1 and with a use with the features of claim 13.
  • the method according to the invention comprises the following steps: - providing a hardenable, uncoated steel workpiece, the steel workpiece having a thickness of 3.0 to 15.0 mm, - at least partial austenitizing of the steel workpiece at a temperature of at least Ac3, - Feeding the at least partially austenitized steel workpiece to a unit for performing one of steps i) to v), steps i) to v) comprising: i) hot forming and press hardening or ii) hot forming and subsequent press hardening or iii) hot forming and subsequent Hardening or iv) press hardening or v) hardening of the at least partially austenitized steel workpiece for the production of a sheet steel component.
  • the temperature control unit comprises in particular a furnace through which the provided steel workpiece can be carried out and / or in which the provided steel workpiece can be received, which is flooded with an in particular regulated protective gas and is designed, for example, in the form of a roller hearth furnace, chamber furnace, etc. , or alternatively operated as an oven under vacuum.
  • atmospheres can be set within the furnace, which u. a. substantially avoid oxidation of the uncoated steel workpiece.
  • nitrogen-based protective gas atmospheres are used, preferably with up to 100% nitrogen and unavoidable impurities.
  • Hard is to be understood as meaning that the steel workpiece as a result of targeted heat treatment, as is carried out in direct and indirect hot forming for the production of a sheet steel component, the sheet steel component at least partially (partially / locally) has a higher hardness than the steel workpiece provided.
  • the steel workpiece can be a flat sheet steel workpiece or preferably a preformed sheet steel workpiece with a thickness of up to 15.0 mm, in particular of up to 14.0 mm, preferably of up to 12.0 mm.
  • the steel workpiece has a thickness of at least 3.0 mm, in particular of at least 3.50 mm, preferably of at least 4.0 mm.
  • the sheet steel workpiece is in particular made from a (hot) rolled flat steel product. tailored to speak. Depending on the thickness, the flat steel product is a heavy plate or a hot-rolled, uncoated strip (hot strip).
  • the steel workpiece is austenitized at least partially or only in one or more areas of the steel workpiece at a temperature of at least Ac3. Depending on the requirements, the steel workpiece can also be completely austenitized at a temperature of at least Ac3.
  • austenitizing is carried out at a temperature between 840 and 940 ° C in a temperature control unit, the steel work piece staying in the temperature control unit as follows, depending on the thickness of the steel workpiece:
  • the dwell times and temperatures in the temperature control unit are coordinated with one another as a function of the thickness of the steel workpiece used in such a way that a structural conversion, at least partially, preferably completely in austenite, can be ensured over the thickness of the steel workpiece in order to meet the requirements of the sheet steel component to be produced changed properties, in particular a desired hardness, to be able to set.
  • the dwell times are limited as a function of the thickness to the extent that edge decarburization is limited to a minimum, which would otherwise have a negative effect on the use of such manufactured sheet steel components, in particular for cyclically loaded load cases. Furthermore, in addition to the aforementioned negative effect, too long dwell times would also lead to short cycle times, which in turn can have a negative effect on profitability.
  • the carbon content on the surface can be measured before and after the heat treatment, for example using GDOES “Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy” or other known methods for determining the carbon content the surface or in the area of a workpiece close to the surface.
  • the surface or near-surface area is an area starting from the surface of the steel workpiece or sheet steel component to a depth of a maximum of 100 ⁇ m, in particular a maximum of 70 ⁇ m, preferably a maximum of 50 ⁇ m, preferably a maximum of 30 ⁇ m, particularly preferably a maximum 20 pm, understand.
  • the at least partially austenitized steel workpiece becomes a unit for performing one of steps i) to v), steps i) to v) being defined as follows.
  • Direct hot forming takes into account the use of a flat steel workpiece, which, after at least partial austenitization, is either i) hot formed and press hardened in a tool by means of hot forming and press hardening to form a sheet steel part with an at least partially hard structure, or ii) hot in a hot forming tool using hot forming formed and then press hardened in a hardening tool with at least partially hard structure, or iii) hot formed in a hot forming tool by means of hot forming and then hardened in a medium, in air or in a liquid medium, with at least partially hard structure.
  • Indirect hot forming takes into account a steel workpiece that has already been cold pre-formed or has been formed close to the final dimensions, which after at least partial austenitization is either iv) press-hardened in a hardening tool with at least partially hard structure or v) in a medium, in air or in a liquid medium is hardened at least partially hard structure.
  • the hardening process can be preceded by additional hot forming.
  • a certain degree of deformation in the hardening tool, cf. ii) and iv), is permitted and is minimal in comparison to the degree of deformation during hot forming or in relation to the deformation degree for creating the preform or near-net-shape geometry and can essentially correspond to a calibration step for producing the final geometry.
  • the steel workpiece is heated at an average heating rate between 0.5 and 7.5 K / s according to one embodiment of the method according to the invention.
  • the temperature intervals from 100 ° C to 750 ° C, 825 ° C and 900 ° C are considered.
  • a linear gradient in K / s is determined, which is present on average. Since there are different temperatures during heating and the chemical composition of the steel workpieces in particular also have certain influences, a slope range is shown, which is specified as follows depending on the thickness of the steel workpiece:
  • the at least partially austenitized steel workpiece is removed from the temperature control unit and fed to the unit for performing one of steps i) to v) within a period of between 3 and 20 s.
  • This can ensure that the at least thin-walled (3 to ⁇ 5mm), at least partially austenitized steel workpieces do not cool too much and still at a sufficient temperature, preferably above the Ms temperature, of the unit to carry out one of steps i) to v) can be supplied so that the process can be carried out reliably and the required properties can be achieved in the component to be produced.
  • the at least partially austenitized steel workpiece does not come into contact with the ambient atmosphere while it is removed from the temperature control unit and fed to the unit for performing one of steps i) to v), in particular the at least partially austenitized steel workpiece below Protective gas atmosphere is removed and supplied. If there is no contact between the at least partially austenitized, in particular completely austenitized, steel workpiece and the surroundings, scaling can occur during the transfer between the two units, in particular before it is inserted into the tool for hot forming and / or press hardening, cf. i), ii) and iv), in order not to negatively influence the service life of the tool, for example.
  • the at least partially austenitized steel workpiece is cooled in the unit for performing one of steps i) to v) to a temperature below Ms. This ensures that, depending on the chemical composition of the steel workpiece used, the corresponding Martensite start (Ms) temperature is fallen below in order to force the formation of a hard structure of full austenite in martensite. The conversion to martensite is completed when the martensite finish (Mf) temperature is reached or not reached.
  • the at least partially austenitized steel workpiece is cooled at an average cooling rate between 5 and 60 K / s.
  • a hard structure is set in the sheet steel component, which over the thickness of the sheet steel component (component cross-section) comprises at least 70% martensite and / or bainite, in particular at least 80% martensite and / or bainite , preferably at least 90% by area comprising martensite and / or bainite, it being possible for remaining structural constituents to be present in the form of ferrite, pearlite, cementite, austenite and / or retained austenite.
  • a hard structure is set over the thickness of the sheet steel component (component cross-section) with at least 70 area% martensite, in particular at least 80 area% martensite, preferably at least 90 area% martensite, with the remaining structural components in the form of ferrite, pearlite, bainite , Cementite, austenite, retained austenite may be present.
  • the specified structural components are determined by evaluating light or electron microscopic examinations and are therefore to be understood as area proportions in area%. An exception to this is the structural component austenite or retained austenite, which is specified as a volume percentage in% by volume.
  • the at least partially austenitized steel workpiece is cooled in the unit for performing one of steps i) to v) to a temperature between 100 and 300 ° C, the steel workpiece as depending on the thickness of the steel workpiece follows dwell in the unit: a4) with a thickness of 3.0 to ⁇ 5.0 mm for a period of up to 50 s;
  • the residence time is at least 5 s, in particular at least 10 s, preferably at least 15 s, preferably at least 20 s.
  • the at least partially austenitized steel workpiece in particular completely austenitized steel workpiece, is partially hardened or partially press-hardened.
  • Partial hardening or partial press hardening has the advantage that different properties, for example hard and soft zones, can be set partially and in particular simultaneously in the sheet steel component depending on the requirement and / or intended use.
  • complete hardening or press hardening is possible.
  • the sheet steel component is fed to at least one blasting step.
  • the at least one beam step can Surface or edge hardness can be increased at least partially, in particular completely on the sheet steel part by mechanical action, since the entry of compressive stresses into the surface, locally or globally, on the sheet steel component, can cause strain hardening on the surface or in the area near the surface.
  • the surface of the sheet steel component nevertheless scales, the surface can be descaled at the same time by the blasting step and / or process-related impurities can be removed.
  • All granular abrasives are suitable as blasting material, for example steel balls, steel scrap, blast furnace slag, sand, corundum, glass, etc., which can solidify or compact the surface.
  • a roughness can have a positive effect on the surface appearance, especially after painting, as well as the service life under cyclical stress.
  • the sheet steel component is fed to at least one painting step.
  • the sheet steel component is coated in the at least one painting step by means of a paint layer in the KTL process.
  • the sheet steel component is tempered, in particular at a temperature between 150 and 300 ° C. and a dwell time between 5 and 200 minutes.
  • the sheet steel component slightly loses its hardness set by the preceding hardening or press hardening, but it can lead to an increase in the yield point of the hardened sheet steel component and / or to a reduction in crack sensitivity.
  • the tempering can also take place in the course of a lacquer layer preferably applied beforehand, for example in the KTL process, by baking the lacquer layer.
  • a steel workpiece with the following chemical composition in% by weight is provided:
  • C 0.08 to 0.60; in particular 0.1 to 0.5; preferably 0.1 to 0.3;
  • Si 0.05 to 0.80; in particular 0.1 to 0.5; preferably 0.1 to 0.35;
  • Mn 0.1 to 2.2; in particular 0.3 to 1.8; preferably 0.8 to 1.6; P to 0.1; in particular up to 0.05; preferably up to 0.03;
  • N to 0.1; in particular up to 0.01; preferably up to 0.001;
  • AI up to 0.5; in particular 0.005 to 0.2; preferably 0.01 to 0.15;
  • Mo to 0.3; in particular up to 0.15; preferably to 0.07
  • Nb to 0.2 in particular up to 0.1; preferably up to 0.035;
  • Ti up to 0.2; in particular up to 0.1; preferably to 0.05; preferably 0.001 to
  • V to 0.2; in particular up to 0.1; preferably up to 0.012;
  • B to 0.01; in particular 0.0005 to 0.008; preferably 0.001 to 0.005;
  • Steel workpieces with a chemical composition within the specified limits can be hardened and are particularly suitable for hot forming and / or hardening or press hardening, cf. i) to v). Furthermore, they can be mass-produced inexpensively and with their potential, particularly in automobile construction, they can cover a broad spectrum.
  • the sheet steel components produced according to the invention have improved properties compared to the sheet steel components known from the prior art, in particular due to reduced (more) edge decarburization they have improved fatigue strength, as studies have shown.
  • Such a sheet steel component produced according to the invention is outstandingly suitable as a chassis component or as a part thereof. Chassis parts are exposed to enormous cyclical loads during operation. Sheet steel components produced according to the invention can absorb these cyclical stresses or vibrations better than conventional sheet steel components, without premature component failure.
  • sheet steel components produced according to the invention are used as a wheel or as part of the wheel, in particular as a wheel disc, as a wishbone or as part of the wishbone, as a torsion arm or as part of the torsion arm.
  • a wheel or as part of the wheel in particular as a wheel disc
  • a wishbone or as part of the wishbone as a torsion arm or as part of the torsion arm.
  • Figure 1 a schematic flow chart of an embodiment of the invention
  • FIG. 4 an illustration of a fatigue strength test according to Wöhler on different sheet steel components.
  • a schematic flow chart of an embodiment of the method according to the invention is shown.
  • a hardenable, uncoated steel workpiece is provided.
  • the steel workpiece is preferably a preformed or near-net-shape sheet steel workpiece with a thickness between 3.0 and 15.0 mm.
  • the steel workpiece is at least partially, preferably completely, austenitized at a temperature of at least Ac3 in a temperature control unit.
  • the temperature control unit can be designed, for example, as a continuous furnace with an in particular regulated protective gas atmosphere.
  • the protective gas atmosphere is based on nitrogen, for example, preferably it consists of nitrogen and unavoidable impurities.
  • the steel workpieces are austenitized in the following time-temperature ranges: - with a thickness of 3.0 to ⁇ 5 , 0 mm, at 840 ° C for a period between 300 and 480 s, at 900 ° C for a period between 220 and 420 s, at 940 ° C for a period between 180 and 360 s; - with a thickness of 5.0 to ⁇ 7.0 mm, at 840 ° C for a duration between 300 and 640 s, at 900 ° C for a duration between 240 and 480 s, at 940 ° C for a duration between 210 and 390 s; - at a Thickness from 7.0 to ⁇ 9.0 mm, at 840 ° C for a period between 390 and 690 s, at 900 ° C for a period between 300 and 540 s, at 940 ° C for a period between 240 and 450 s ;
  • the steel workpieces provided are austenitized in the areas defined in FIG. 2) by the time-temperature diagram as a function of the thickness of the steel workpiece, it can be ensured that edge decarburization is tolerated to a certain extent or that the properties on Sheet steel component, in particular with regard to vibration resistance on the surface, are not significantly negatively affected.
  • the at least partially austenitized steel workpiece becomes a unit for performing one of steps i) to v), steps i) to v) comprising: i) hot forming and press hardening or ii) hot forming and subsequent press hardening or iii) hot forming and subsequent hardening or iv) press hardening or v) hardening of the at least partially austenitized steel workpiece for the production of a sheet steel component.
  • step iv) is preferably implemented, the at least partially austenitized steel workpiece being placed in a flattening tool and calibrating in the tool being permitted.
  • the at least partially austenitized steel workpiece for example, does not come into contact with the ambient atmosphere between the furnace outlet and the tool, the at least partially austenitized steel workpiece being fed to the (hardening) tool under a protective gas atmosphere.
  • the press-hardened sheet steel component is cooled to a temperature below Ms, preferably below Mf, in order to set a hard structure.
  • the steel workpiece remains in the following time-temperature ranges: - at a thickness of 3.0 to ⁇ 5.0 mm, at 300 ° C for a period between 5 and 30 s, at 200 ° C for a period between 10 and 40 s, at 100 ° C for a period between 15 and 50 s; - with a thickness of 5.0 to ⁇ 7.0 mm, at 300 ° C for a period between 5 and 40 s, at 200 ° C for a period between 10 and 50 s, at 100 ° C for a period between 15 and 60 s; - at a thickness of 7.0 to ⁇ 9.0 mm, at 300 ° C for a duration between see 10 and 50 s, at 200 ° C for a period between 15 and 65 s, at 100 ° C for a period between 20 and 80 s
  • the sheet steel component can also be completely press-hardened and thus have a hard structure, in particular with an essentially martensitic structure, over the entire cross section.
  • the sheet steel component is fed to at least one blasting step in a fourth step (IV), with a blasting agent applied locally or globally to the surface of the sheet steel component acts and this is cold-hardened or compressed.
  • a blasting agent applied locally or globally to the surface of the sheet steel component acts and this is cold-hardened or compressed.
  • Sheet steel components blasted in this way are more resistant to cyclical loads and have higher resistance in terms of crack formation and crack propagation.
  • the sheet steel component can be subjected to a tempering step, in particular at a temperature between 150 and 300 ° C. and a dwell time between 5 and 200 minutes.
  • steps (V) and (IV) can also be exchanged so that the at least one tempering step can take place before the at least one blasting step.
  • Uncoated steel workpieces in different thicknesses and with different compositions were provided. These were cut from corresponding flat products, for example from hot-rolled flat steel products.
  • the first steel workpieces were made from a steel of the quality 24MnCr5-5. The thicknesses were 4 mm (sample 1), 6 mm (sample 2), 8 mm (sample 3), 10 mm (sample 4) and 12 mm (sample 5).
  • an AlSi-coated steel of the quality 22MnB5 with a thickness of 3 mm (sample 11).
  • All steel workpieces were completely austenitized in a furnace with a nitrogen-based protective gas atmosphere with up to 5% by volume hydrogen and the remainder nitrogen and unavoidable impurities at a dew point temperature of ⁇ + 5 ° C. All of the austenitized steel workpieces were then hot-formed and press-hardened in a hot-forming and press-hardening tool, step (i). Removal from the furnace and transfer to the mold took place in a normal atmosphere. The mean cooling rate was chosen in such a way that a martensitic structure has formed in all sheet steel components.
  • the sheet steel components produced had a geometry as disclosed in the laid-open specification EP 3 115 767 A1, and is shown in particular in FIGS.
  • the dwell times or temperatures in the oven were varied, and it was found that with a dwell time and / or at temperatures which were outside the defined time-temperature range in FIG. 2), i.e. to the left of the defined range, over the thickness considered, no complete structural transformation into austenite could be ensured, which was subsequently determined in investigations, in particular on the basis of grinding over the thickness / cross-section and thus no hard structure or no maximum hardness could be generated over the thickness. If the dwell time and / or temperatures were in particular to the right of the defined area, edge decarburization with a degree of decarburization of in particular more than -20% of the provided carbon content of the steel workpiece used on the sheet steel component, in particular regardless of the composition, was observed.
  • a peripheral decarburization with a degree of decarburization of -10% (sample 12), -15% (sample 13), -20% (sample 14) and -25% ( Sample 15) the carbon content of the provided Steel workpiece examined.
  • Fig. 4 is a representation of a Schwingstandsuntersu tion according to Wühler on the aforementioned samples. Samples 1 to 10 were austenitized depending on their thickness from the above-mentioned time-temperature ranges. For the sake of clarity, the results of samples 1 to 10 are shown in the dashed area. The aforementioned disadvantages can be seen in samples 11 and 15.
  • some of the sheet steel components were (further) increased on the surface through mechanical action as a result of at least one blasting step, measured in HVO, 1 according to DIN EN ISO 6507, in particular one by at least 15%, preferably one by at least 20% higher cleared compared to the rest of the area (center or thickness of the sheet steel component). Steel balls were used for blasting.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechbauteils. Weiterhin ist eine Verwendung des Stahlblechbauteils Gegenstand der Erfindung.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechbauteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechbauteils. Weiterhin ist eine Verwendung des Stahlblechbauteils Gegenstand der Erfindung.
Die Herstellung von Stahlblechbauteilen mittels Warmumformen hat sich bereits industriell etabliert, insbesondere zur Herstellung von Karosserieteilen wie zum Beispiel zur Herstellung von sicherheitsrelevanten B-Säulen etc. Stahlblechbauteile können im direkten wie auch im indirekten Warmumformverfahren hergestellt werden. Dabei werden ebene Platinen (direkt) oder bereits vorgeformte bzw. endabmessungsnahe (kalt)geformte Halbzeuge (indirekt) aus einem Stahlwerkstück, insbesondere aus einem härtbaren Stahlwerkstück, auf eine Tempera tur erwärmt, bei welcher abhängig von der Zusammensetzung des verwendeten Stahlwerk stücks eine Gefügeumwandlung innerhalb des Stahlwerkstücks eintritt. Mit Acl beginnt die Gefügeumwandlung in Austenit und mit Erreichen von Ac3 bzw. oberhalb liegt ein im Wesent lichen vollständig austenitisches Gefüge vor. Die Erwärmung wird in Fachkreisen auch„Auste- nitisieren“ genannt, insbesondere wenn eine vollständige Umwandlung in Austenit erfolgen soll. Nach der Erwärmung wird das warme (austenitisierte) Stahlwerkstück in ein Umform werkzeug eingelegt und warm umgeformt. Dabei wird im Zuge oder nach Beendigung des Warmumformens das Stahlwerkstück derart gekühlt, vorzugsweise innerhalb des Umform werkzeug, welches vorzugsweise aktiv gekühlt wird, so dass das Gefüge in ein hartes Gefüge aus Martensit und/oder Bainit, vorzugsweise im Wesentlichen aus Martensit, umwandelt. In Fachkreisen wird die Abkühlung respektive Abschreckung des Stahlwerkstücks innerhalb des Umformwerkzeugs bzw. durch Einwirken eines (Härte-)Werkzeugs, welches die Endkontur des herzustellenden Blechbauteils aufweist, auch „Presshärten“ genannt. Alternativ kann eine Abkühlung/Abschreckung außerhalb eines Umformwerkzeugs/Härtewerkzeugs erfolgen, ins besondere in einem (kalten) Medium, beispielsweise in einem Ölbad, und wird als„Härten“ bezeichnet. Erwärmungs- und Abkühlkurven zur Einstellung der geforderten Gefügestruktur sind abhängig von der chemischen Zusammensetzung des verwendeten, härtbaren Stahl werkstücks und lassen sich aus sog. ZTA- bzw. ZTU-Schaubildern entnehmen bzw. ableiten. Mittels Warmumformen ist die Einstellung einer im Wesentlichen martensitischen Gefügestruk tur mit hohen Festigkeiten möglich.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich für das direkte Warmumformen eine alumi niumbasierte Beschichtung, vorzugsweise eine Aluminium-Silizium-Beschichtung eignet, um einen passiven Korrosionsschutz zu gewährleisten und eine Verzunderung der Stahlwerk- stücke zu vermeiden. Dies erübrigt die Verwendung von Schutzgas während der Austenitisie rung. Beim indirekten Warmumformen finden mit einer zinkbasierten Beschichtung versehene und unbeschichtete Stahlwerkstücke Verwendung.
Die Herstellung von Karosseriebauteilen mittels direktem Warmumformen und der Verwen dung von Aluminium(AI)-Silizium(Si)-beschichteten Stahlwerkstücken ist aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere bei Verwendung von Stahlwerkstücken mit einer Dicke von bis zu 3 mm, vgl. EP 2 086 755 Bl, EP 2 242 863 Bl . Für die Herstellung von Stahlblechbautei len, welche in zyklisch-belasteten Bereichen eines Fahrzeugs, insbesondere als Teil einer Fahrwerkskomponente, Anwendung finden, ist eine AISi-Beschichtung nicht geeignet, da sich die spröden Siliziumanteile in der Beschichtung an der Oberfläche des Stahlblechbauteils im zyklischen Belastungsfall negativ auswirken, vgl. Fig. 4 (Probe 11).
Stahlblechbauteile können alternativ aus unbeschichteten Stahlwerkstücken mittels Warmum formen hergestellt werden, wobei die Gefahr einer Verzunderung der Oberfläche des Stahl werkstücks während der Austenitisierung höher ist als bei beschichteten Stahlwerkstücken, so dass unbeschichtete Stahlwerkstücke in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise in einem mit Schutzgas gefluteten Ofen, austenitisiert werden, wobei die Schutzgasatmosphäre inner halb des Ofens ein Inertgas ist. Die Schutzgasatmosphäre besteht konventionell auf Stickstoff basis mit einem Stickstoffanteil von nahezu 100%, durch welche eine Oxidation (Verzunde rung) an der Oberfläche des Stahlwerkstücks verhindert werden kann. Die Verwendung eines Schutzgases auf Stickstoffbasis führt jedoch zu einer Effusion von Kohlenstoff während der Austenitisierung an der Oberfläche eines Stahlwerkstücks. In Fachkreisen ist dieses Phäno men als Randentkohlung bekannt, wobei der Abfall des Kohlenstoffgehaltes (Entkohlung) mit einem Abfall der Härte an der Oberfläche des Stahlwerkstücks korreliert, insbesondere bei direkt oder indirekt warm umgeformten und/oder pressgehärten und/oder gehärteten, unbe schichteten Stahlblechteilen. Für die Herstellung von Stahlblechbauteilen, welche in zyklisch belasteten Bereichen eines Fahrzeugs, insbesondere als Teil einer Fahrwerkskomponente, Anwendung finden, wirkt sich eine zu hohe Randentkohlung negativ auf die Schwingfestigkeit aus, vgl. Fig. 4 (Probe 15).
Aufgabe ist daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Herstellung eines Stahlblechbauteils in einer Art und Weise erlaubt, dass das resultierende Stahlblechbauteil eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Eigenschaft aufweist. Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechbauteils mit den Merk malen des Anspruches 1 sowie mit einer Verwendung mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.
Zur Herstellung eines Stahlblechbauteils umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte: - Bereitstellen eines härtbaren, unbeschichteten Stahlwerkstücks, wobei das Stahl werkstück eine Dicke von 3,0 bis 15,0 mm aufweist, - zumindest teilweises Austenitisieren des Stahlwerkstücks bei einer Temperatur von mindestens Ac3, - Zuführen des zumindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks einer Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v), wobei die Schritte i) bis v) umfassen: - i) Warmumformen und Presshärten oder ii) War- mumformen und anschließendes Presshärten oder iii) Warmumformen und anschließendes Härten oder iv) Presshärten oder v) Härten des zumindest teilweise austenitisierten Stahlwerk stücks zur Herstellung eines Stahlblechbauteils.
Die Temperier-Einheit umfasst insbesondere einen Ofen, durch welchen das bereitgestellte Stahlwerkstück durchführbar und/oder in welchem das bereitgestellte Stahlwerkstück auf- nehmbar ist, welcher mit einem insbesondere geregelten Schutzgas geflutet wird, und bei spielsweise in Form eines Rollenherdofens, Kammerofens etc. ausgeführt ist, oder alternativ als Ofen unter Vakuum betrieben wird. Insbesondere beim Betreiben eines Ofens mit insbe sondere geregeltem Schutzgas, können Atmosphären innerhalb des Ofens eingestellt werden, die u. a. eine Oxidation des unbeschichteten Stahlwerkstücks im Wesentlichen vermeiden. Insbesondere werden stickstoffbasierte Schutzgasatmosphären verwendet, vorzugsweise mit bis zu 100 % Stickstoff und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Unter„härtbar“ ist zu verstehen, dass das Stahlwerkstück infolge einer gezielten Wärmebe handlung, wie sie beim direkten und indirekten Warmumformen zur Herstellung eines Stahl blechbauteils durchgeführt wird, das Stahlblechbauteil zumindest teilweise (partiell/lokal) eine höhere Härte aufweist als das bereitgestellte Stahlwerkstück.
Das Stahlwerkstück kann ein ebenes Stahlblechwerkstück oder vorzugsweise ein vorgeform tes Stahlblechwerkstück mit einer Dicke von bis zu 15,0 mm, insbesondere von bis 14,0 mm, vorzugsweise von bis zu 12,0 mm sein. Das Stahlwerkstück weist eine Dicke von mindestens 3,0 mm, insbesondere von mindestens 3,50 mm, vorzugsweise von mindestens 4,0 mm auf. Das Stahlblechwerkstück ist insbesondere aus einem (warm)gewalzten Stahlflachprodukt ent- sprechend zurechtgeschnitten. Abhängig von der Dicke ist das Stahlflachprodukt ein Grob blech oder ein warmgewalztes, unbeschichtetes Band (Warmband).
Das Stahlwerkstück wird zumindest teilweise bzw. nur in einem oder mehreren Bereichen des Stahlwerkstücks bei einer Temperatur von mindestens Ac3 austenitisiert. Je nach Anforde rung kann das Stahlwerkstück auch vollständig bei einer Temperatur von mindestens Ac3 austenitisiert werden.
Erfindungsgemäß wird das Austenitisieren bei einer Temperatur zwischen 840 und 940 °C in einer Temperier-Einheit durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von der Dicke des Stahl werkstücks das Stahlwerkstück wie folgt in der Temperier-Einheit verweilt:
al) bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm für eine Dauer zwischen 180 und 480 s; bl) bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm für eine Dauer zwischen 210 und 640 s; cl) bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm für eine Dauer zwischen 240 und 690 s; dl) bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm für eine Dauer zwischen 300 und 800 s; el) bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm für eine Dauer zwischen 360 und 1200 s.
Die Verweilzeiten und Temperaturen in der Temperier-Einheit sind in Abhängigkeit von der Dicke des eingesetzten Stahlwerkstücks derart aufeinander abgestimmt, dass eine Gefügeum wandlung, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in Austenit über die Dicke des Stahl werkstücks sichergestellt werden kann, um am herzustellenden Stahlblechbauteil die gefor derten Eigenschaften, insbesondere eine gewünschte Härte, einstellen zu können. Limitiert sind die Verweilzeiten in Abhängigkeit von der Dicke dahingehend, dass eine Randentkohlung auf ein Mindestmaß beschränkt wird, welche sich sonst negativ auf die Verwendung derartiger hergestellter Stahlblechbauteile, insbesondere für zyklisch-belastete Belastfälle, auswirken würde. Des Weiteren würden zu lange Verweilzeiten neben dem vorgenannten, negativen Ef fekt auch zu geringen Taktzeiten führen, was sich wiederum negativ auf die Wirtschaftlichkeit auswirken kann. Das Mindestmaß der Randentkohlung kann beispielsweise mit einem Entkoh lungsgrad von bis zu -20%, insbesondere bis zu -15%, vorzugsweise bis zu -10% des Kohlen stoffgehalts des bereitgestellten Stahlwerkstücks (Kohlenstoffgehalt im Ausgangszustand = Ist-Kohlenstoffgehalt) an der Oberfläche des Stahlwerkstücks respektive an der Oberfläche des Stahlblechbauteils zugelassen werden. Um festzustellen, in welchem Umfang eine Randentkohlung stattgefunden hat, kann der Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche vor und nach der Wärmebehandlung beispielsweise mittels GDOES„Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy“ oder anderen bekannten Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts an der Oberfläche oder im oberflächennahen Bereich eines Werkstücks ermittelt werden. Da ein Abfall des Kohlenstoffs (Randentkohlung) mit einem Abfall der Härte korreliert, kann alternativ oder zusätzlich das Mindestmaß der Härte von bis zu -10%, insbesondere bis zu -7%, vor zugsweise bis zu -5%, bevorzugt bis zu -3% der Härte an der Oberfläche des Stahlblechbau teils, sprich an der Oberfläche nach der Wärmebehandlung respektive nach dem Härten oder Presshärten, im Vergleich zur Härte, zum restlichen Bereich bezogen auf die Dicke des Stahl blechbauteils zugelassen werden, wobei die Härte, insbesondere über den Bauteilquerschnitt, nach Vickers HV0,1 gemäß DIN EN ISO 6507 ermittelt werden kann.
Als Oberfläche bzw. oberflächennaher Bereich ist ein Bereich ausgehend von der Oberfläche des Stahlwerkstücks bzw. Stahlblechbauteils bis zu einer Tiefe von maximal 100 pm, insbe sondere bis maximal 70 pm, vorzugsweise bis maximal 50 pm, bevorzugt bis maximal 30 pm, besonders bevorzugt bis maximal 20 pm, zu verstehen.
Das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück wird einer Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) wird, wobei die Schritte i) bis v) wie folgt definiert sind.
Das direkte Warmumformen berücksichtigt die Verwendung eines ebenen Stahlwerkstücks, welches nach zumindest teilweiser Austenitisierung entweder i) in einem Werkzeug mittels Warmumformen und Presshärten zu einem Stahlblechteil mit zumindest teilweise hartem Ge füge warm umgeformt und pressgehärtet wird, oder ii) in einem Warmumformwerkzeug mit tels Warmumformen warm umgeformt und anschließend in einem Härtewerkzeug mit zumin dest teilweise hartem Gefüge pressgehärtet wird, oder iii) in einem Warmumformwerkzeug mittels Warmumformen warm umgeformt und anschließend in einem Medium, an Luft oder in einem flüssigen Medium, mit zumindest teilweise hartem Gefüge gehärtet wird.
Das indirekte Warmumformen berücksichtigt ein bereits kalt vorgeformtes bzw. endabmes sungsnah geformtes Stahlwerkstück, welches nach zumindest teilweiser Austenitisierung ent weder iv) in einem Härtewerkzeug mit zumindest teilweise hartem Gefüge pressgehärtet wird oder v) in einem Medium, an Luft oder in einem flüssigen Medium, mit zumindest teilweise hartem Gefüge gehärtet wird. Optional kann dem Härteprozess ein zusätzliches Warmumfor men vorgelagert sein.
Ein gewisser Umformgrad im Härtewerkzeug, vgl. ii) und iv), wird zugelassen und ist minimal im Vergleich zum Umformgrad während des Warmumformens oder bezogen auf den Umform- grad zur Erstellung der Vorform bzw. endabmessungsnahen Geometrie und kann im Wesentli chen einem Kalibrierschritt zur Herstellung der Endgeometrie entsprechen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Be schreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch der Zeichnung können mit einem oder mehreren anderen Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden. Es können auch ein oder mehrere Merkma le aus den unabhängigen Ansprüchen durch ein oder mehrere andere Merkmale verknüpft werden.
Um das Stahlwerkstück zumindest teilweise, insbesondere vollständig auf eine Temperatur von mindestens Ac3 zu austenitisieren, wird gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemä ßen Verfahrens das Stahlwerkstück mit einer mittleren Aufheizrate zwischen 0,5 und 7,5 K/s erwärmt. Für die Ermittlung der mittleren Aufheizrate werden insbesondere die Temperaturin tervalle von 100°C ausgehend bis 750°C, 825°C und 900°C betrachtet. Hierbei wird eine li neare Steigung in K/s bestimmt, die im Durchschnitt vorliegt. Da verschiedene Temperaturen beim Aufheizen vorliegen und die chemische Zusammensetzung der Stahlwerkstücke insbe sondere auch gewisse Einflüsse besitzen, wird ein Steigungsbereich ausgewiesen, der in Ab hängigkeit von der Dicke des Stahlwerkstücks wie folgt angegeben wird:
a2) bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm:
100°C -> 750°C eine mittlere Aufheizrate von 2 K/s bis 7,5 K/s,
100°C -> 825°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,75 K/s bis 5,25 K/s,
100°C -> 900°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,25 K/s bis 3,5 K/s;
b2) bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm:
100°C -> 750°C eine mittlere Aufheizrate von 2 K/s bis 5,5 K/s,
100°C -> 825°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,75 K/s bis 4,5 K/s,
100°C -> 900°C eine mittlere Aufheizrate von 1 K/s bis 3 K/s;
c2) bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm:
100°C -> 750°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,75 K/s bis 4,25 K/s
100°C -> 825°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,5 K/s bis 3,75 K/s
100°C -> 900°C eine mittlere Aufheizrate von 1 K/s bis 2,5 K/s
d2) bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm:
100°C -> 750°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,5 K/s bis 3,75 K/s,
100°C -> 825°C eine mittlere Aufheizrate von 1 ,25 K/s bis 3 K/s,
100°C -> 900°C eine mittlere Aufheizrate von 1 K/s bis 2 K/s; e2) bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm:
100°C -> 750°C eine mittlere Aufheizrate von 1 K/s bis 2,5 K/s,
100°C -> 825°C eine mittlere Aufheizrate von 0,75 K/s bis 1,75 K/s,
100°C -> 900°C eine mittlere Aufheizrate von 0,5 K/s bis 1 K/s.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück aus der Temperier-Einheit entnommen und innerhalb einer Dauer zwischen 3 und 20 s der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) zugeführt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch die zumindest dünnwandigen (3 bis < 5mm), zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstücke nicht zu sehr abkühlen und noch mit einer ausreichenden Temperatur, vorzugsweise oberhalb der Ms-Temperatur, der Einheit zur Durch führung eines der Schritte i) bis v) zugeführt werden können, so dass das Verfahren prozess sicher durchführbar ist und die geforderten Eigenschaften im herzustellenden Bauteil erreicht werden können.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelangt das zumindest teil weise austenitisierte Stahlwerkstück nicht mit Umgebungsatmosphäre in Kontakt, während es aus der Temperier-Einheit entnommen und der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) zugeführt wird, insbesondere das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück unter Schutzgasatmosphäre entnommen und zugeführt wird. Wenn kein Kontakt zwischen dem zumindest teilweise austenitisierten, insbesondere vollständig austenitisierten Stahlwerk stück und der Umgebung vorliegt, kann eine Verzunderung während des Transfers zwischen den beiden Einheiten, insbesondere vor dem Einlegen in das Werkzeug zum Warmumformen und/oder Presshärten, vgl. i), ii) und iv), verhindert werden, um beispielsweise die Standzeit des Werkzeugs nicht negativ zu beeinflussen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Abkühlung des zumindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks in der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) auf eine Temperatur unterhalb von Ms. Dadurch kann sichergestellt werden, dass abhängig von der chemischen Zusammensetzung des eingesetzten Stahlwerkstücks die entsprechende Martensit-Start (Ms) Temperatur unterschritten wird, um die Ausbildung eines harten Gefüges von Vollaustenit in Martensit zu erzwingen. Abgeschlossen ist die Umwand lung vollständig in Martensit bei Erreichen bzw. Unterschreiten der Martensit-Finish (Mf) Tem peratur. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück mit einer mittleren Abkühlrate zwischen 5 und 60 K/s abge kühlt. Für die Ermittlung der mittleren Abkühlrate werden insbesondere die Temperaturinter valle von 750°C ausgehend bis 300°C, 200°C und 175°C betrachtet. Hierbei wird eine lineare Abnahme in K/s bestimmt, die im Durchschnitt vorliegt. Da verschiedene Temperaturen beim Abkühlen vorliegen und die chemische Zusammensetzung der Stahlwerkstücke insbesondere auch gewisse Einflüsse besitzen, wird ein Abnahmebereich ausgewiesen, der in Abhängigkeit von der Dicke des Stahlwerkstücks wie folgt angegeben wird:
a3) bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm:
750°C -> 300°C eine mittlere Abkühlrate von 20 K/s bis 60 K/s,
750°C -> 200°C eine mittlere Abkühlrate von 17,5 K/s bis 55 K/s,
750°C -> 175°C eine mittlere Abkühlrate von 15 K/s bis 45 K/s;
b3) bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm:
750°C -> 300°C eine mittlere Abkühlrate von 20 K/s bis 60 K/s,
750°C -> 200°C eine mittlere Abkühlrate von 17,5 K/s bis 50 K/s,
750°C -> 175°C eine mittlere Abkühlrate von 15 K/s bis 40 K/s;
c3) bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm:
750°C -> 300°C eine mittlere Abkühlrate von 20 K/s bis 45 K/s,
750°C -> 200°C eine mittlere Abkühlrate von 15 K/s bis 30 K/s,
750°C -> 175°C eine mittlere Abkühlrate von 10 K/s bis 22,5 K/s;
d3) bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm:
750°C -> 300°C eine mittlere Abkühlrate von 15 K/s bis 30 K/s,
750°C -> 200°C eine mittlere Abkühlrate von 12,5 K/s bis 25 K/s,
750°C -> 175°C eine mittlere Abkühlrate von 7,5 K/s bis 17,5 K/s;
e3) bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm:
750°C -> 300°C eine mittlere Abkühlrate von 7,5 K/s bis 20 K/s,
750°C -> 200°C eine mittlere Abkühlrate von 5 K/s bis 15 K/s,
750°C -> 175°C eine mittlere Abkühlrate von 5 K/s bis 12,5 K/s.
Um die gewünschte Eigenschaft in dem Stahlblechbauteil einzustellen, wird ein hartes Gefüge im Stahlblechbauteil eingestellt, welches über die Dicke des Stahlblechbauteils (Bauteilquer schnitt) mindestens 70 Flächen-% Martensit und/oder Bainit, insbesondere mindestens 80 Flächen-% umfassend Martensit und/oder Bainit, vorzugsweise mindestens 90 Flächen-% umfassend Martensit und/oder Bainit umfasst, wobei verbleibende Gefügebestandteile in Form von Ferrit, Perlit, Zementit, Austenit und/oder Restaustenit vorhanden sein können. Be- vorzugt wird ein hartes Gefüge über die Dicke des Stahlblechbauteils (Bauteilguerschnitt) mit mindestens 70 Flächen-% Martensit, insbesondere mindestens 80 Flächen-% Martensit, vor zugsweise mindestens 90 Flächen-% Martensit eingestellt, wobei verbleibende Gefügebe standteile in Form Ferrit, Perlit, Bainit, Zementit, Austenit, Restaustenit vorhanden sein kön nen. Die angegebenen Gefügebestandteile werden durch Auswertung licht- oder elektronen mikroskopischer Untersuchungen bestimmt und sind daher als Flächenanteile in Flächen-% zu verstehen. Eine Ausnahme hiervon bildet der Gefügebestandteil Austenit bzw. Restaustenit, welcher als Volumenanteil in Vol.-% angegeben wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Abkühlung des zumindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks in der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) auf eine Temperatur zwischen 100 und 300 °C durchgeführt, wobei in Abhän gigkeit von der Dicke des Stahlwerkstücks das Stahlwerkstück wie folgt in der Einheit verweilt: a4) bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm für eine Dauer bis zu 50 s;
b4) bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm für eine Dauer bis zu 60 s;
c4) bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm für eine Dauer bis zu 80 s;
d4) bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm für eine Dauer bis zu 120 s;
e4) bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm für eine Dauer bis zu 150 s.
Abhängig von der Dicke des Stahlwerkstücks kann sichergestellt werden, dass die Verweilzei ten derart auf die Temperaturen abgestimmt sind, dass insbesondere eine vollständige Um wandlung von Austenit in Martensit möglich ist. Höhere Verweilzeiten würden zu einer gerin geren Taktzeit führen, was sich wiederrum negativ auf die Wirtschaftlichkeit auswirken würde. Die Verweilzeit beträgt mindestens 5 s, insbesondere mindestens 10 s, vorzugsweise mindes tens 15 s, bevorzugt mindestens 20 s.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück, insbesondere vollständig austenitisierte Stahlwerkstück partiell gehärtet oder partiell pressgehärtet. Eine partielle Härtung bzw. partielle Presshärtung hat den Vorteil, dass unterschiedliche Eigenschaften, beispielsweise harte und weiche Zonen partiell und insbesondere gleichzeitig im Stahlblechbauteil je nach Anforderung und/oder Verwen dungszweck eingestellt werden können. Alternativ ist ein vollständiges Härten oder Presshär ten möglich.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Stahlblechbauteil mindestens einem Strahlschritt zugeführt. Durch den mindestens einen Strahlschritt kann die Oberflächen- bzw. Randhärte zumindest partiell, insbesondere vollständig am Stahlblechbau teil durch mechanisches Einwirken gesteigert werden, da durch Eintrag von Druckspannungen in die Oberfläche, lokal oder global, am Stahlblechbauteil, eine Kaltverfestigung an der Ober fläche respektive im oberflächennahen Bereich bewirkt werden kann. Für den Fall, dass die Oberfläche des Stahlblechbauteils dennoch verzundert, kann durch den Strahlschritt die Ober fläche zeitgleich entzundert werden und/oder prozessbedingte Verunreinigungen entfernt wer den. Als Strahlgut sind alle granulären Strahlmittel geeignet, beispielsweise Stahlkugeln, Stahlschrott, Hochofenschlacke, Sand, Korund, Glas etc., welche die Oberfläche verfestigen respektive verdichten können. Durch den Anstieg der Härte an der Oberfläche respektive im oberflächennahen Bereich kann einer Rissbildung vorteilhaft entgegengewirkt werden. Vor zugsweise wird alternativ oder zusätzlich durch den mindestens einen Strahlschritt die Ober fläche des Stahlblechbauteils derart konditioniert, dass sich an der Oberfläche eine Rauheit kleiner Ra = 2,5 miti, insbesondere kleiner Ra = 2,0 miti, vorzugsweise kleiner Ra = 1,75 miti, vorzugsweise kleiner Ra = 1 ,5 miti einstellt. Eine derartige Rauheit kann die Oberflächener scheinung insbesondere nach Lackierung sowie die Lebensdauer unter zyklischer Beanspru chung positiv beeinflussen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Stahlblechbauteil mindestens einem Lackierschritt zugeführt. Insbesondere wird das Stahlblechbauteil in dem mindestens einen Lackierschritt mittels einer Lackschicht im KTL-Verfahren beschichtet.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Stahlblechbauteil angelassen, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 150 und 300°C und einer Verweil zeit zwischen 5 und 200 min. Durch einen Anlassschritt verliert das Stahlblechbauteil zwar geringfügig seine durch das vorangegangene Härten oder Presshärten eingestellte Härte, kann aber zu einem Anstieg der Streckgrenze des gehärteten Stahlblechbauteils und/oder zu einer Verminderung der Rissempfindlichkeit führen. Insbesondere kann das Anlassen auch im Zuge einer vorzugsweise im Vorfeld aufgebrachten Lackschicht, beispielsweise im KTL-Ver- fahren, durch Einbrennen der Lackschicht erfolgen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Stahlwerkstück mit folgender chemischer Zusammensetzung in Gew.-% bereitgestellt:
C = 0,08 bis 0,60; insbesondere 0,1 bis 0,5; vorzugsweise 0, 1 bis 0,3;
Si = 0,05 bis 0,80; insbesondere 0,1 bis 0,5; vorzugsweise 0, 1 bis 0,35;
Mn = 0,1 bis 2,2; insbesondere 0,3 bis 1,8; vorzugsweise 0,8 bis 1 ,6; P bis 0,1 ; insbesondere bis 0,05; vorzugsweise bis 0,03;
s bis 0,1 ; insbesondere bis 0,05; vorzugsweise bis 0,01 ;
N bis 0,1 ; insbesondere bis 0,01 ; vorzugsweise bis 0,001 ;
sowie optional eines oder mehrerer der folgenden Elemente:
AI bis 0,5; insbesondere 0,005 bis 0,2; vorzugsweise 0,01 bis 0, 15;
Cr bis 1 ,0; insbesondere 0,01 bis 0,5; vorzugsweise 0,08 bis 0,35;
Cu bis 0,5; insbesondere bis 0,3; vorzugsweise bis 0,15;
Mo bis 0,3; insbesondere bis 0, 15; vorzugsweise bis 0,07
Ni bis 0,3; insbesondere bis 0,2; vorzugsweise bis 0,14;
Nb bis 0,2; insbesondere bis 0, 1 ; vorzugsweise bis 0,035;
Ti bis 0,2; insbesondere bis 0, 1 ; vorzugsweise bis 0,05;bevorzugt 0,001 bis
0,05;
V bis 0,2; insbesondere bis 0, 1 ; vorzugsweise bis 0,012;
B bis 0,01 ; insbesondere 0,0005 bis 0,008; vorzugsweise 0,001 bis 0,005;
Sn bis 0, 1 ; insbesondere bis 0,07; vorzugsweise bis 0,05;
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Stahlwerkstücke mit einer chemischen Zusam mensetzung in den angegebenen Grenzen sind härtbar und eignen sich besonders für das Warmumformen und/oder Härten bzw. Presshärten, vgl. i) bis v). Des Weiteren sind sie kos tengünstig als Massenware herstellbar und können mit ihrem Potential insbesondere im Auto mobilbau ein breites Spektrum abdecken.
Die erfindungsgemäß hergestellten Stahlblechbauteile weisen im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Stahlblechbauteilen verbesserte Eigenschaften auf, insbesonde re durch eine reduzierte(re) Randentkohlung weisen sie eine verbesserte Schwingfestigkeit auf, wie Untersuchungen gezeigt haben. Ein derartig erfindungsgemäß hergestelltes Stahl blechbauteil eignet sich hervorragend als Fahrwerksbauteil oder als Teil hiervon. Fahrwerks teile sind im Betriebsfall enormen zyklischen Belastungen ausgesetzt. Erfindungsgemäß her gestellte Stahlblechbauteile können diese zyklisch Beanspruchung bzw. Schwingungen besser aufnehmen als herkömmliche Stahlblechbauteile, ohne dass es zu einem frühzeitigen Bauteil versagen kommen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden erfindungsgemäß hergestellte Stahlblech bauteile als Rad oder als Teil des Rades, insbesondere als Radschüssel, als Querlenker oder als Teil des Querlenkers, als Verbundlenker oder als Teil des Verbundlenkers verwendet. Im Folgenden werden konkrete Ausgestaltungen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeich nung im Detail näher erläutert. Die Zeichnung und begleitende Beschreibung der resultieren den Merkmale sind nicht beschränkend auf die jeweiligen Ausgestaltungen zu lesen, dienen jedoch der Illustration beispielhafter Ausgestaltung. Weiterhin können die jeweiligen Merkmale untereinander wie auch mit Merkmalen der obigen Beschreibung genutzt werden für mögliche weitere Entwicklungen und Verbesserungen der Erfindung, speziell bei zusätzlichen Ausgestal tungen, welche nicht dargestellt sind.
Die Zeichnung zeigt in
Figur 1) einen schematischen Ablaufplan einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, in
Figur 2) in Abhängigkeit von der Dicke der eingesetzten Stahlwerkstücke unterschiedli che Zeit-Temperatur-Bereiche zur Austenitisierung der Stahlwerkstücke, in Figur 3) in Abhängigkeit von der Dicke der eingesetzten Stahlwerkstücke unterschiedli che Zeit-Temperatur-Bereiche zur Abkühlung der austenitisierten Stahlwerk stücke und in
Fig. 4) eine Darstellung einer Schwingfestigkeitsuntersuchung nach Wöhler an unter schiedlichen Stahlblechbauteilen.
In Figur 1 ist ein schematischer Ablaufplan einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver fahrens dargestellt. In einem ersten Schritt (I) wird ein härtbares, unbeschichtetes Stahlwerk stück bereitgestellt. Das Stahlwerkstück ist vorzugsweise ein vorgeformtes bzw. endkonturna hes Stahlblechwerkstück mit einer Dicke zwischen 3,0 und 15,0 mm.
Das Stahlwerkstück wird in einem zweiten Schritt (II) zumindest teilweise, vorzugsweise voll ständig bei einer Temperatur von mindestens Ac3 in einer Temperier-Einheit austenitisiert. Die Temperier-Einheit kann beispielsweise als Durchlaufofen mit einer insbesondere geregel ten Schutzgasatmosphäre ausgebildet sein. Die Schutzgasatmosphäre ist beispielsweise auf Stickstoffbasis, vorzugsweise besteht sie aus Stickstoff und unvermeidbaren Verunreinigun gen. In Abhängigkeit von der Dicke der eingesetzten Stahlwerkstücke erfolgt die Austenitisie rung der Stahlwerkstücke in folgenden Zeit-Temperatur-Bereichen: - bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm, bei 840°C für eine Dauer zwischen 300 und 480 s, bei 900°C für eine Dauer zwischen 220 und 420 s, bei 940°C für eine Dauer zwischen 180 und 360 s; - bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm, bei 840°C für eine Dauer zwischen 300 und 640 s, bei 900°C für eine Dauer zwischen 240 und 480 s, bei 940°C für eine Dauer zwischen 210 und 390 s; - bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm, bei 840°C für eine Dauer zwischen 390 und 690 s, bei 900°C für eine Dauer zwischen 300 und 540 s, bei 940°C für eine Dauer zwischen 240 und 450 s; - bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm, bei 840°C für eine Dauer zwischen 420 und 800 s, bei 900°C für eine Dauer zwischen 360 und 640 s, bei 940°C für eine Dauer zwischen 300 und 560 s; - bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm, bei 840°C für eine Dauer zwischen 560 und 1200 s, bei 900°C für eine Dauer zwischen 420 und 900 s, bei 940°C für eine Dauer zwischen 360 und 720 s, vgl. Fig. 2.
Werden die bereitgestellten Stahlwerkstücke in den in Fig. 2) durch die im Zeit-Temperatur- Diagramm festgelegten Bereichen in Abhängigkeit von der Dicke des Stahlwerkstücks auste- nitisiert, kann sichergestellt werden, dass eine Randentkohlung in einem gewissen Umfang toleriert wird bzw. die Eigenschaften am Stahlblechbauteil, insbesondere hinsichtlich Schwing festigkeit an der Oberfläche, nicht wesentlich negativ beeinflusst werden.
Im dritten Schritt (III) wird das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück einer Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v), wobei die Schritte i) bis v) umfassen: i) Warmum- formen und Presshärten oder ii) Warmumformen und anschließendes Presshärten oder iii) Warmumformen und anschließendes Härten oder iv) Presshärten oder v) Härten des zumin dest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks zur Herstellung eines Stahlblechbauteils, zuge führt. Ist das bereitgestellte Stahlwerkstück vorzugsweise ein vorgeformtes bzw. endkonturna hes Stahlblechwerkstück, wird vorzugsweise der Schritt iv) umgesetzt, wobei das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstücks in einem Flärtewerkzeug eingelegt wird und ein Kali brieren im Werkzeug zugelassen wird. Zwischen Ofenausgang und Werkzeug gelangt das zu mindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück beispielsweise nicht mit Umgebungsatmo sphäre in Kontakt, wobei das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück unter Schutz gasatmosphäre dem (Härte-) Werkzeug zugeführt wird.
Die Abkühlung des pressgehärteten Stahlblechbauteils erfolgt auf eine Temperatur unterhalb Ms, vorzugsweise unterhalb von Mf, um ein hartes Gefüge einzustellen. In Abhängigkeit von der Dicke der eingesetzten Stahlwerkstücke verweilt das Stahlwerkstück in folgenden Zeit- Temperatur-Bereichen: - bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm, bei 300°C für eine Dauer zwi schen 5 und 30 s, bei 200°C für eine Dauer zwischen 10 und 40 s, bei 100°C für eine Dauer zwischen 15 und 50 s; - bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm, bei 300°C für eine Dauer zwi schen 5 und 40 s, bei 200°C für eine Dauer zwischen 10 und 50 s, bei 100°C für eine Dauer zwischen 15 und 60 s; - bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm, bei 300°C für eine Dauer zwi- sehen 10 und 50 s, bei 200°C für eine Dauer zwischen 15 und 65 s, bei 100°C für eine Dauer zwischen 20 und 80 s; - bei einer Dicke von 9,0 bis < 11,0 mm, bei 300°C für eine Dauer zwi schen 15 und 60 s, bei 200°C für eine Dauer zwischen 20 und 100 s, bei 100°C für eine Dau er zwischen 25 und 120 s; - bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm, bei 300°C für eine Dauer zwischen 20 und 70 s, bei 200°C für eine Dauer zwischen 25 und 120 s, bei 100°C für eine Dauer zwischen 30 und 150 s, vgl. Fig. 3.
Je nach Anforderung und/oder Verwendung können unterschiedliche Eigenschaften im Stahl blechbauteil ausgebildet werden, so dass nur eine partielle Presshärtung erfolgen kann. Alter nativ kann das Stahlblechbauteil auch vollständig pressgehärtet sein und somit über den ge samten Querschnitt ein hartes Gefüge, insbesondere mit einem im Wesentlichen martensiti- schen Gefüge aufweisen.
Zur weiteren Erhöhung der klärte an der Oberfläche respektive im oberflächennahen Bereich, insbesondere bei der bevorzugten Verwendung des Stahlblechbauteils als Fahrwerksbauteil oder Teil hiervon, wird in einem vierten Schritt (IV) das Stahlblechbauteil mindestens einem Strahlschritt zugeführt, wobei lokal oder global ein Strahlmittel auf die Oberfläche des Stahl blechbauteils einwirkt und diese kalt verfestigt respektive verdichtet. Derart gestrahlte Stahl blechbauteile sind widerstandsfähiger gegen zyklische Belastungen und weisen einen höhe ren Widerstand in Bezug auf Rissbildung und Rissausbreitung auf. Bevorzugt wird durch den mindestens einen Strahlschritt die Oberfläche des Stahlblechbauteils derart konditioniert, dass sich an der Oberfläche eine Rauheit kleiner Ra = 2,5 miti einstellt.
Als fünfter Schritt (V) kann das Stahlblechbauteil einem Anlassschritt unterzogen werden, ins besondere bei einer Temperatur zwischen 150 und 300°C und einer Verweilzeit zwischen 5 und 200 min. Alternativ können aber auch die Schritte (V) und (IV) getauscht werden, so dass der mindestens eine Anlassschritt vor dem mindestens einen Strahlschritt erfolgen kann.
Eine Untersuchung mit unterschiedlichen Parametern ist durchgeführt worden. Dabei wurden unbeschichtete Stahlwerkstücke in unterschiedlichen Dicken und mit unterschiedlicher Zusam mensetzung bereitgestellt. Diese wurden aus entsprechenden Flachprodukten, beispielsweise aus warmgewalzten Stahlflachprodukten abgeschnitten. Die ersten Stahlwerkstücke wurden aus einem Stahl der Güte 24MnCr5-5 bereitgestellt. Die Dicken betrugen 4 mm (Probe 1), 6 mm (Probe 2), 8 mm (Probe 3), 10 mm (Probe 4) und 12 mm (Probe 5). Weitere Stahlwerk stücke aus einem Stahl der Güte 8MnCr3 mit einer Dicke von 5 mm (Probe 6), aus einem Stahl der Güte 22MnB5 mit einer Dicke von 3 mm (Probe 7) und 5 mm (Probe 8), aus einem Stahl der Güte 27MnCrB5 mit einer Dicke von 5 mm (Probe 9) und aus einem Stahl der Güte 37MnB4 mit einer Dicke von 6 mm (Probe 10) wurden bereitgestellt. Des Weiteren wurde ein AlSi-beschichteter Stahl der Güte 22MnB5 mit einer Dicke von 3 mm (Probe 11).
Alle Stahlwerkstücke wurden in einem Ofen mit einer stickstoffbasierten Schutzgasatmosphä re mit bis zu 5 Vol.-% Wasserstoff und Rest Stickstoff und unvermeidbaren Verunreinigungen, bei einer Taupunkttemperatur < +5°C vollständig austenitisiert. Anschließend wurden alle aus- tenitisierten Stahlwerkstücke in einem Warmumform- und Presshärtewerkzeug warm umge formt und pressgehärtet, Schritt (i). Die Entnahme aus dem Ofen und der Transfer in das Werkzeug erfolgte in normaler Atmosphäre. Die mittlere Abkühlrate wurde derart gewählt, dass sich bei allen Stahlblechbauteilen ein martensitisches Gefüge gebildet hat. Die herge stellten Stahlblechbauteile wiesen eine Geometrie auf, wie sie in der Offenlegungsschrift EP 3 115 767 Al offenbart ist, insbesondere in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.
Es wurde festgestellt, dass bei Einhaltung der in Fig. 2) festgelegten Zeit-Temperatur-Bereiche in Abhängigkeit von der Dicke eine hohe und gegenüber der Verarbeitung nach dem bekann ten Stand der Technik zu einer verbesserten Schwingfestigkeit bei einem zyklischen Belas tungsversuch nach Wöhler erzielt werden konnte, trotz einer tolerierbaren Randentkohlung, die an der Oberfläche der Stahlblechbauteile mittels GDEOS bzw. durch Härteprüfung nach Vickers HV0, 1 ermittelt wurde.
Die Verweilzeiten bzw. Temperaturen im Ofen wurden variiert, wobei festgestellt wurde, dass bei einer Verweildauer und/oder bei Temperaturen, welche außerhalb des definierten Zeit- Temperatur-Bereichs in Fig. 2) lagen, sprich links neben dem definierten Bereich, über die Dicke betrachtet keine vollständige Gefügeumwandlung in Austenit sichergestellt werden konnte, was im Anschluss in Untersuchungen, insbesondere anhand von Schliffen über die Dicke/Querschnitt ermittelt werden konnte und somit kein hartes Gefüge bzw. keine maximale Härte über die Dicke erzeugt werden konnte. Lagen die Verweildauer und/oder Temperaturen insbesondere rechts neben dem definierten Bereich, war eine Randentkohlung mit einem Ent kohlungsgrad von insbesondere mehr als -20% vom bereitgestellten Kohlenstoffgehalt des eingesetzten Stahlwerkstücks am Stahlblechbauteil, insbesondere unabhängig von der Zu sammensetzung, zu beobachten. Aus der Güte 22MnB5 mit einer Dicke von 3 mm (Probe 7) wurde u.a. eine Randentkohlung mit einem Entkohlungsgrad von -10% (Probe 12), -15% (Probe 13), -20% (Probe 14) und -25% (Probe 15) des Kohlenstoffgehalts des bereitgestellten Stahlwerkstücks untersucht. In Fig. 4 ist eine Darstellung einer Schwingfestigkeitsuntersu chung nach Wühler an den vorgenannten Proben gezeigt. Die Proben 1 bis 10 wurden in Ab hängigkeit von ihrer Dicke oben genannten Zeit-Temperatur-Bereichen austenitisiert. Der Übersichtlichkeit halber sind die Ergebnisse der Proben 1 bis 10 im gestrichelten Bereich dar- gestellt. An den Proben 11 und 15 sind die vorgenannten Nachteile ersichtlich.
In einer weiteren Untersuchung wurden einige der Stahlblechbauteile durch mechanisches Einwirken infolge mindestens eines Strahlschrittes die klärte gemessen in HVO, 1 gemäß DIN EN ISO 6507 an der Oberfläche (weiter) erhöht werden konnte, insbesondere eine um min- destens 15 %, vorzugsweise eine um mindestens 20 % höhere klärte im Vergleich zu dem restlichen Bereich (Mitte bzw. Dicke des Stahlblechbauteils). Gestrahlt wurde mit Stahlkugeln.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechbauteils, umfassend folgende Schritte:
- Bereitstellen eines härtbaren, unbeschichteten Stahlwerkstücks, wobei das Stahl werkstück eine Dicke von 3,0 bis 15,0 mm aufweist,
- zumindest teilweises Austenitisieren des Stahlwerkstücks bei einer Temperatur von mindestens Ac3,
- Zuführen des zumindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks einer Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v), wobei die Schritte i) bis v) umfassen: i) Warmumformen und Presshärten oder ii) Warmumformen und anschließendes Presshärten oder iii) Warmumformen und anschließendes Härten oder iv) Press härten oder v) Härten des zumindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks zur Herstellung eines Stahlblechbauteils,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Austenitisieren bei einer Temperatur zwischen 840 und 940 °C in einer Temperier- Einheit durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von der Dicke des Stahlwerkstücks das Stahlwerkstück wie folgt in der Temperier-Einheit verweilt:
al) bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm für eine Dauer zwischen 180 und 480 s; bl) bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm für eine Dauer zwischen 210 und 640 s; cl) bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm für eine Dauer zwischen 240 und 690 s; dl) bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm für eine Dauer zwischen 300 und 800 s; el) bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm für eine Dauer zwischen 360 und 1200 s.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Stahlwerkstück mit einer mittleren Aufheizrate zwischen 0,5 und 7,5 K/s erwärmt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück aus der Temperier-Einheit entnommen wird und inner halb einer Dauer zwischen 3 und 20 s der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück nicht mit Umgebungsatmosphäre in Kontakt gelangt, während es aus der Temperier-Einheit entnommen und der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) zugeführt wird, insbesondere das zumindest teilweise auste- nitisierte Stahlwerkstück unter Schutzgasatmosphäre entnommen und zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Abkühlung des zu mindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks in der Einheit zur Durchführung ei nes der Schritte i) bis v) auf eine Temperatur unterhalb von Ms erfolgt.
6 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest teilweise austenitisierte Stahlwerkstück mit einer mittleren Abkühlrate zwischen 5 und 60 K/s abgekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Abkühlung des zu mindest teilweise austenitisierten Stahlwerkstücks in der Einheit zur Durchführung ei nes der Schritte i) bis v) auf eine Temperatur zwischen 100 und 300 °C durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von der Dicke das Stahlwerkstück wie folgt in der Einheit verweilt:
a4) bei einer Dicke von 3,0 bis < 5,0 mm für eine Dauer bis zu 50 s;
b4) bei einer Dicke von 5,0 bis < 7,0 mm für eine Dauer bis zu 60 s;
c4) bei einer Dicke von 7,0 bis < 9,0 mm für eine Dauer bis zu 80 s;
d4) bei einer Dicke von 9,0 bis < 11 ,0 mm für eine Dauer bis zu 120 s;
e4) bei einer Dicke von 11 ,0 bis 15,0 mm für eine Dauer bis zu 150 s.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest teilweise austenisierte Stahlwerkstück in der Einheit zur Durchführung eines der Schritte i) bis v) partiell gehärtet oder partiell pressgehärtet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stahlblechbauteil mindestens einem Strahlschritt zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei durch den mindestens einen Strahlschritt die Ober fläche des Stahlblechbauteils derart konditioniert wird, dass sich an der Oberfläche ei ne Rauheit kleiner Ra = 2,5 miti einstellt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stahlblechbauteil angelassen wird, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 150 und 300°C und ei ner Verweilzeit zwischen 5 und 200 min.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Stahlwerkstück mit folgender chemischer Zusammensetzung in Gew.-% bereitgestellt wird:
C 0,08 bis 0,60
Si 0,05 bis 0,80
Mn 0, 1 bis 2,2,
P bis 0,1,
S bis 0,1,
N bis 0,1,
sowie optional eines oder mehrerer der folgenden Elemente:
AI bis 0,5,
Cr bis 1,0,
Cu bis 0,5,
Mo bis 0,3,
Ni bis 0,3,
Nb bis 0,2,
Ti bis 0,2,
V bis 0,2,
B bis 0,01
Sn bis 0,1,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
13. Verwendung eines Stahlblechbauteils, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, als Fahrwerksbauteil oder als Teil hiervon.
14. Verwendung nach Anspruch 13 als Rad oder als Teil des Rades, insbesondere als Radschüssel, als Querlenker oder als Teil des Querlenkers, als Verbundlenker oder als Teil des Verbundlenkers.
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