WO2003069005A2 - Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im stahlleichtbau - Google Patents

Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im stahlleichtbau Download PDF

Info

Publication number
WO2003069005A2
WO2003069005A2 PCT/DE2003/000394 DE0300394W WO03069005A2 WO 2003069005 A2 WO2003069005 A2 WO 2003069005A2 DE 0300394 W DE0300394 W DE 0300394W WO 03069005 A2 WO03069005 A2 WO 03069005A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steel
max
production
steel alloy
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2003/000394
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2003069005A8 (de
WO2003069005A3 (de
Inventor
Gerhard Beer
Rainer Hartmann
Franz Marks
Georg Grundmeier
Thomas SÄUBERLICH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Benteler Stahl Rohr GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Benteler Stahl Rohr GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10221487A external-priority patent/DE10221487B4/de
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH, Benteler Stahl Rohr GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority to DE50305680T priority Critical patent/DE50305680D1/de
Priority to EP03709605A priority patent/EP1474538B1/de
Priority to JP2003568115A priority patent/JP2006503175A/ja
Priority to AU2003214000A priority patent/AU2003214000A1/en
Publication of WO2003069005A2 publication Critical patent/WO2003069005A2/de
Publication of WO2003069005A3 publication Critical patent/WO2003069005A3/de
Priority to US10/911,937 priority patent/US20050006011A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2003069005A8 publication Critical patent/WO2003069005A8/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to the use of a steel alloy as a material for pipes for the production of pressurized gas containers or as a material for the production of molded components in lightweight steel construction.
  • Pressurized gas containers are usually made of a carbon steel, e.g. St 52-3 or STE 460, manufactured in the normalized condition. If, in addition to the requirement of pressure height, there is also a requirement to save weight, liquid hardenable tempering steels such as SAE 1513 are used.
  • the compressed gas tanks are then oil or water treated, then sandblasted and finally subjected to a pressure test.
  • the prior art also includes a water-temperable fine-grained steel with a tensile strength Rm of 1400 N / mm 2 , a yield strength Rp0.2 of 1100 N / mm 2 and an elongation A5 of 8%.
  • Such fine-grained steel is often used in lightweight steel construction, especially in vehicle construction, for the production of molded components.
  • the problem with this steel material is that it can only be tempered with water or in a tool. This is generally complex.
  • TRIP steel multiphase steel
  • a tensile strength Rm 700 N / mm 2
  • a yield strength Rp0.2 480 N / mm 2
  • an elongation A5 24%
  • the basic strength is too low.
  • an increase in strength can be achieved through higher degrees of deformation, but this is not desirable for various molded components, particularly in vehicle construction.
  • Substantial changes in structure can also be expected with high-temperature galvanizing.
  • the strength curve in weld seams and in heat-affected zones is too critical for this steel material.
  • stainless steel with a tensile strength Rm of 800 N / mm 2 , a yield strength Rp0.2 of 370 N / mm 2 and an elongation A5 of 53%.
  • stainless steel means very high material costs with low basic strengths.
  • strength increases can only be achieved through higher degrees of deformation, which, however, are not always feasible with components of vehicle construction.
  • the invention is based on the object of expanding the range of use of the known steel material on the one hand for lightweight steel construction in such a way that thin-walled molded parts or Welded parts can be manufactured with both high strength and high fatigue strength, and that, on the other hand, pressurized gas containers, in particular pressurized gas cylinders, can be manufactured with less material and more simply and economically, without the need for heat treatment after the manufacturing process and after welding.
  • the use of a steel characterized there initially has the advantage with regard to the production of pressure vessels that the final heat treatment on the semi-finished tube is carried out in one pass and tempering can be omitted. A clean, soot-free tube is obtained. The manufacturing effort is reduced.
  • the steel alloy according to the invention is well suited for fast welding processes, such as MAG or laser beam welding, and thus contributes to a considerable extent to the cost reduction in the production of pressurized gas containers.
  • tensile strengths Rm> 950 N / mm 2 and yield strengths Rp 0.2> 700 N / mm 2 with an elongation at break A5> 14% can be set.
  • the hot-rolled seamless starting tube is first soft-annealed and then pickled, phosphated and soaped. After the subsequent drawing, air hardening takes place at 950 ° C ⁇ 15 ° C in a continuous furnace under protective gas.
  • the precision steel tube is then straightened and subjected to a test, in particular an ultrasound and / or eddy current test.
  • each pressurized gas container is produced by welding in a base.
  • a longitudinally welded exit tube can also be used.
  • the use according to the invention is also advantageous for molded components in lightweight steel construction, in particular for crash-relevant vehicle parts, such as crash boxes, roll bars, side impact elements or column reinforcements, in which, in addition to a certain strength, a certain degree of flexibility (plastic deformation reserve) is required in order to be able to convert crash energy.
  • High-strength steels have the disadvantage that they can only be formed into a component to a limited extent and that they only plastically deform relatively little in the event of a crash.
  • a useful embodiment of the basic idea according to the invention with regard to the production of pressurized gas containers consists in the features of claim 2, in particular if the wall thicknesses of the pressurized gas containers are at least 2 mm.
  • the wall thickness of the compressed gas container is less than 2 mm, the features of claim 3 are preferably used.
  • the targeted coordination of the alloying elements of the steel alloy leads to specific properties such as
  • this variant according to the invention is advantageous for the production of molded components in lightweight steel construction, here in particular in vehicle construction, preferably for chassis parts such as handlebars or axle supports.
  • chassis parts such as handlebars or axle supports.
  • the criteria of lightweight construction and corrosion protection under extreme conditions as well as fatigue strength under dynamic stress are in the foreground.
  • alternative, possibly equivalent solutions in aluminum are associated with considerable additional costs compared to the solution proposed according to the invention.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stahllegierung, die aus 0,09 bis 0,13 % Kohlenstoff, 0,15 bis 0,50 % Silizium, 1,10 bis 1,80 % Mangan, maximal 0,02 % Phosphor, maximal 0,02 % Schwefel, 1,00 bis 2,00 % Chrom, 0,20 bis 0,60 % Molybdän, 0,02 bis 0,06 % Aluminium, 0,10 bis 0,25 % Vanadium und Eisen sowie den üblichen Verunreinigungen als Rest besteht, als Werkstoff für unter Schutzgas luftgehärtete Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältern oder als Werkstoff zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlleichtbau.

Description

Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältern oder als Werkstoff zur Herstellung von
Formbauteilen im Stahlleichtbau
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältern oder als Werkstoff zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlleichtbau.
Druckgasbehälter werden in der Regel aus einem Kohlenstoffstahl, wie z.B. St 52-3 oder STE 460, im normal geglühten Zustand hergestellt. Besteht neben der Anforderung Druckhöhe auch die Forderung Gewicht einzusparen, werden flüssigkeits härtbare Vergütungsstähle wie SAE 1513 eingesetzt.
Im Zuge der Fertigung von Druckgasbehältern werden üblicherweise Rohrabschnitte warm umgeformt, wobei die Hälse der Druckgasbehälter und deren Böden ausgebildet werden. Die Bodenzentren werden anschließend verschlossen. Zum Stand der Technik zählt es darüber hinaus, Druckgasbehälter mit angeschweißten Böden auszuführen.
Unabhängig von ihrer Herstellung werden die Druckgasbehälter anschließend öl- oder wasservergütet, dann sandgestrahlt und schließlich einer Druckprüfung unterzogen.
Die vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen haben zur Folge, dass sowohl beim Öl- als auch beim Wasservergüten die Innenräume der Druckgasbehälter verzundern. Folglich muss der Zunder in einem vergleichsweise aufwändigen Arbeitsgang durch Sandstrahlen entfernt werden. Ferner ist auf die gesundheitsschädigenden Auswirkungen einer Ölabkühlung hinzuweisen. Des Weiteren ist beim Flüssigkeitshärten wegen der geometrischen Form der Druckgasbehälter (Hohlkörper) mit einer relativ großen Streuung der Härtewerte zu rechnen.
Aus der DE 195 33 229 C1 ist die Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für unter Schutzgas luftvergütete Druckbehälter bekannt.
Bei dieser Stahllegierung, die insbesondere das teure Legierungselement Nickel enthält, kann eine Luftvergütung erst nach der Herstellung der Druckbehälter erfolgen. Dazu ist es erforderlich, dass die Druckbehälter nach der Lufthärtung in einem zusätzlichen Arbeitsgang angelassen werden, um die erforderliche Zähigkeit zu erreichen. Dieser Anlassvorgang ist mit einer Verrußung der Oberfläche verbunden und steht der Forderung nach einer sauberen Oberfläche entgegen.
Von erheblichem Nachteil ist ferner, dass infolge des hohen Kohlenstoffgehalts dieser Werkstoff nicht für die bei der Herstellung von Druckbehältern zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit geforderten schnellen Schweißverfahren, wie Metall- Aktivschweißen mit Mischgas (MAG) oder Laserstrahlschweißen geeignet ist, da die Gefahr der Rissbildung besteht. Zum Stand der Technik zählt darüberhinaus ein wasservergütbarer Feinkornstahl mit einer Zugfestigkeit Rm von 1400 N/mm2, einer Streckgrenze Rp0,2 von 1100 N/mm2 und einer Dehnung A5 von 8 %. Ein derartiger Feinkornstahl wird häufig im Stahlleichtbau, insbesondere im Fahrzeugbau, zur Herstellung von Formbauteilen eingesetzt. Problematisch an diesem Stahlwerkstoff ist, dass er nur mit Wasser oder im Werkzeug vergütet werden kann. Dies ist generell aufwändig. Ohne Vergütung weist dieser Stahlwerkstoff jedoch keine ausreichende Festigkeit auf. Mit Vergütung ergibt sich aber die Problematik durch Zunder. Dieser kann nur durch einen vergleichsweise langen Beizpro- zess beseitigt werden. Ein Beizprozess führt wiederum zu Wasserstoffversprö- dung. Ferner ist ein starker Festigkeitsverlust in den durch Schweißnähte gebildeten Wärmeeinflusszonen festzustellen, wenn vergütete Formbauteile miteinander durch Schweißen gefügt werden. Zwar ist auch eine komplette Vergütung eines aus mehreren Einzelteilen bestehenden Formbauteils denkbar. Dann ergeben sich aber Schwierigkeiten im Hinblick auf den in der Regel nicht zu vermeidenden Verzug des kompletten Formbauteils. Schließlich ist bei dem bekannten Stahlwerkstoff noch zu beobachten, dass ein nicht unerheblicher Festigkeitsverlust durch eine Hochtemperaturverzinkung, wie eine Feuer-Verzinkung, eintritt. Eine solche Verzinkung wird jedoch gerade bei den Formbauteilen im Fahrzeugbau im Hinblick auf einen Korrosionsschutz mit geringer Schichtdicke angestrebt.
Bei einem Dualphasenstahl mit einer Zugfestigkeit Rm von 600 N/mm2, einer Streckgrenze Rp0,2 von 400 N/mm2 und einer Dehnung A5 von 20 % ist die Grundfestigkeit zu niedrig. Festigkeitserhöhungen sind zwar durch höhere Umformgrade zu erreichen, die jedoch bei einer Reihe von Formbauteilen, insbesondere im Fahrzeugbau, nicht beabsichtigt sind. Auch bei diesem Stahlwerkstoff sind bei einer Hochtemperaturverzinkung erhebliche Gefügeveränderungen nicht zu vermeiden.
Bei dem als TRIP-Stahl bekannten Stahlwerkstoff (Mehrphasenstahl) mit einer Zugfestigkeit Rm von 700 N/mm2, einer Streckgrenze Rp0,2 von 480 N/mm2 und einer Dehnung A5 von 24 % ist ebenfalls die Grundfestigkeit zu niedrig. Wie auch beim Dualphasenstahl ist eine Festigkeitserhöhung durch höhere Umformgrade zu erreichen, die jedoch bei diversen Formbauteilen, insbesondere im Fahrzeugbau, nicht erwünscht ist. Gefügeveränderungen in erheblichem Umfang sind ebenfalls bei einer Hochtemperaturverzinkung zu erwarten. Im übrigen ist bei diesem Stahlwerkstoff der Festigkeitsverlauf in Schweißnähten und in Wärmeeinflusszonen zu kritisch.
Schließlich zählt es zum Stand der Technik, Edelstahl mit einer Zugfestigkeit Rm von 800 N/mm2, einer Streckgrenze Rp0,2 von 370 N/mm2 und einer Dehnung A5 von 53 % zu verwenden. Edelstahl bedeutet jedoch sehr hohe Materialkosten bei niedrigen Grundfestigkeiten. Darüberhinaus sind auch bei Edelstahl Festigkeitserhöhungen nur durch höhere Umformgrade zu erreichen, die jedoch bei Komponenten des Fahrzeugbaus nicht immer realisierbar sind.
Eine Stahlzusammensetzung, die in Masseanteilen aus
0,09-0,12 % Kohlenstoff
0,15-0,30 % Silizium
1 ,10-1 ,60 % Mangan max. 0,015 % Phosphor max. 0,011 % Schwefel
1 ,00-1 ,60 % Chrom
0,30-0,60 % Molybdän
0,02-0,05 % Aluminium
0,12-0,25 % Vanadium Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen besteht, ist schließlich noch aus der EP 1 143 022 A1 , der EP 1 041 167 A1 und aus der EP 1 052 301 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, die Verwendungsbreite des bekannten Stahlwerkstoffs einerseits für den Stahlleichtbau so zu erweitem, dass dünnwandige Formteile bzw. Schweißteile mit einer sowohl hohen Festigkeit als auch hohen Dauerfestigkeit gefertigt werden können, und dass andererseits Druckgasbehälter, insbesondere Druckgasflaschen, mit geringem Materialaufwand sowie einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden können, ohne dass eine Wärmebehandlung nach dem Fertigungsprozess und nach dem Schweißen erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Verwendung eines dort charakterisierten Stahls hat zunächst im Hinblick auf die Herstellung von Druckbehältern den Vorteil, dass die endgültige Wärmebehandlung am Halbzeug Rohr im Durchlauf erfolgen und das Anlassen entfallen kann. Man erhält ein sauberes rußfreies Rohr. Der Herstellungsaufwand wird dadurch gesenkt.
Durch den Wegfall des teuren Legierungselements Nickel und Verringerung des Chromgehalts besteht ein weiterer Vorteil darin, dass der Stahl wesentlich preisgünstiger zur Verfügung gestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Stahllegierung ist für schnelle Schweißverfahren, wie MAG oder Laserstrahlschweißen gut geeignet und trägt damit in einem erheblichen Umfang zur Kostensenkung bei der Herstellung von Druckgasbehältern bei.
Schweißversuche mit der Schweißart MAGM haben ergeben, dass im Bereich der Schweißnaht eine geringere Härte vorliegt und dass eine Aufhärtung im Übergang zum Grundwerkstoff sowie der Wärmeeinflusszone stattfindet. Die überaus günstige Härtesteigerung in der Wärmeeinflusszone ist auf die hierin stattfindende Ausscheidungshärtung zurückzuführen. Durch die Ausscheidungshärte reißen die Rohre bei dem Zugversuch im Grundwerkstoff und nicht im Bereich der Schweißnaht. Die Schweißnaht hat zwar eine geringere Härte, diese Eigenart wird jedoch durch den größeren Querschnitt ausgeglichen. Es besteht keine Gefahr zur Rissbildung. Nach dem Schweißen ist keine weitere Wärmebehandlung (Spannungsarmglühen) erforderlich.
Mit dem erfindungsgemäßen Stahl können Zugfestigkeiten Rm > 950 N/mm2 und Streckgrenzen Rp 0,2 > 700 N/mm2 bei einer Bruchdehnung A5 > 14 % eingestellt werden.
Interne Versuche haben gezeigt, dass der erfindungsgemäße Stahl die geforderte Kerbschlagzähigkeit nach ISO V bei -40 °C > 35 Joule/cm2 besitzt.
Bedingt durch die Erreichung der hohen und gleichmäßigen Festigkeits- und Streckgrenzwerte sowie Kerbschlagzähigkeit allein durch Lufthärtung der Rohre, ergibt sich im Rahmen der Erfindung der relevante Vorteil, dass die hierdurch erzielte Kosteneinsparung dann eine besondere Bedeutung erlangt, wenn die Druckgasbehälter als Massenprodukte, z.B. als Reaktionsbehälter für Airbag-Systeme, als Feuerlöschbehälter oder Druckgasflaschen in Getränkezubereitungsautomaten hergestellt werden.
Bei der Fertigung eines Druckgasbehälters aus einem nahtlosen Präzisionsstahlrohr mit einer Analyse gemäß der Erfindung wird das warmgewalzte nahtlose Ausgangsrohr zunächst weichgeglüht und dann gebeizt, phosphatiert und beseift. Nach dem anschließenden Ziehen erfolgt eine Lufthärtung bei 950 °C ± 15 °C im Durchlaufofen unter Schutzgas. Danach wird das Präzisionsstahlrohr gerichtet und einer Prüfung, insbesondere einer Ultraschall- und/oder Wirbelstromprüfung, unterzogen.
Nach dem darauffolgenden Ablängen wird aus jedem abgelängten Rohrabschnitt durch Umformen zunächst der Boden und der Hals eines Druckbehälters erzeugt. Danach schließt sich die Fertigstellung des Druckgasbehälters an.
Bei einer weiteren Variante der Fertigung wird jeder Druckgasbehälter durch Einschweißen eines Bodens erzeugt. Statt eines nahtlosen Ausgangsrohrs kann auch ein längsnahtgeschweißtes Ausgangsrohr eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung ist ferner vorteilhaft für Formbauteile im Stahlleichtbau, insbesondere für crashrelevante Fahrzeugteile, wie Crashboxen, Überrollbügel, Seitenaufprallelemente oder Säulenverstärkungen, bei denen neben einer bestimmten Festigkeit auch eine gewisse Nachgiebigkeit (plastische Verformungsreserve) gefordert wird, um Crashenergie unwandeln zu können. Höchstfeste Stähle haben den Nachteil, dass sie sich nur begrenzt zum Bauteil umformen lassen und sie sich im Crashfall nur relativ wenig plastisch deformieren.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Grundgedankens in bezug auf die Herstellung von Druckgasbehältern besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 2, insbesondere wenn die Wanddicken der Druckgasbehälter mindestens 2 mm betragen.
Wenn die Wanddicken der Druckgasbehälter unter 2 mm liegen, kommen bevorzugt die Merkmale des Patentanspruchs 3 zur Anwendung.
Weitere vorteilhafte Verwendungen zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlleichtbau werden in den Merkmalen der Patentansprüche 4 und 5 gesehen.
Generell führt die gezielte Abstimmung der Legierungselemente der Stahllegierung zu gezielten Eigenschaften, wie
a) Spitzeneinstellung bei dynamischer Festigkeit aufgrund stabiler bainitischer Grundstruktur im luftharten und luftvergüteten Zustand,
b) höchste statische Festigkeit bei gleichzeitig guter Dehnung,
c) Anlassbeständigkeit für festigkeitsstabile Wärmeeinflusszonen bei Schweißverbindungen. Auch wenn es aus der praktischen Anwendung heraus ein Ziel ist, den Nickel- Anteil in der Stahllegierung für den Stahlleichtbau zu vermeiden bzw. zu minimieren, kann die verwendete Stahllegierung grundsätzlich geringe Nickel- Anteile bis maximal 0,20 % enthalten. Dieser Anteil resultiert aus dem Einsatz von Stahlschrott bei der Erschmelzung der Stahllegierung. Gleiches gilt für Kupfer, welches infolge des Schrotteinsatzes auftritt, jedoch auf maximal 0,20 Gew.% begrenzt werden soll.
Eine besonders interessante Weiterbildung besteht jedoch in den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
Ein Kernpunkt ist der, dass jetzt auch eine Hochtemperaturverzinkung bei ca. 600 °C keinen negativen Einfluss auf die Festigkeit des erfindungsgemäß verwendeten luftvergüteten oder luftharten Stahlwerkstoffs zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlleichtbau hat. Der Einfluss der Hochtemperatur- Verzinkung ist im Gegenteil bei luftharten Teilen positiv, da durch die Temperaturführung diese in den Zustand luftvergütet überführt werden, welcher sich durch höhere Dauerfestigkeit auszeichnet. Ferner kann durch die angewandte Hochtemperatur-Verzinkung jedes Formbauteil mit einer nur geringen Schichtdicke Zink von etwa 20 μm versehen werden, um bei einem ausreichenden Langzeitkorrosionsschutz dennoch mit geringen Zinkgewichten auszukommen. Demzufolge ist die Erfindung für Leichtbauzwecke, wie sie mit Formbauteilen, insbesondere im Fahrzeugbau, verstärkt angestrebt werden, besonders interessant.
Die Verwendung des Stahlwerkstoffs zur Herstellung von, insbesondere dünnwandigen, Formbauteilen im Stahlieichtbau führt zu einer höheren Grundfestigkeit bei akzeptabler Dehnung. Die Aushärtung in den Wärmeeinflusszonen sichert auch eine einwandfreie Festigkeit der Schweißverbindungen. Ein geringes Zinkgewicht ist durch geringe Schichtdicken bei ausreichendem Korrosionsschutz durch die Hochtemperaturverzinkung gewährleistet. Insbesondere ist diese erfindungsgemäße Variante vorteilhaft für die Herstellung von Formbauteilen im Stahlleichtbau, hier gerade im Fahrzeugbau, vorzugsweise für Fahrwerksteile wie Lenker oder Achsträger. Bei solchen Teilen stehen die Kriterien Leichtbau und Korrosionsschutz unter extremen Bedingungen sowie Dauerfestigkeit unter dynamischer Beanspruchung im Vordergrund. Alternative, möglicherweise gleichwertige Lösungen in Aluminium sind in diesem Zusammenhang gegenüber der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mit erheblichen Mehrkosten verbunden.

Claims

Patentansprüche
Verwendung einer Stahllegierung, die in Masseanteilen aus
0,09 - 0,13 % Kohlenstoff,
0,10 - 0,50 % Silizium,
1 ,10 - 1 ,80 % Mangan, max. 0,02 % Phosphor, max. 0,02 % Schwefel,
1 ,00 - 2,00 % Chrom,
0,20 - 0,60 % Molybdän,
0,02 - 0,06 % Aluminium,
0,10 - 0,25 % Vanadium, und Eisen sowie den üblichen Verunreinigungen als Rest besteht, als Werkstoff für unter Schutzgas luftgehärtete Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältern oder als Werkstoff zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlleichtbau.
2. Verwendung einer Stahllegierung, die in Masseanteilen aus
0,09 - 0,12 % Kohlenstoff,
0,15 - 0,30 % Silizium,
1 ,45 - 1,60 % Mangan, max. 0,015 % Phosphor, max. 0,011 % Schwefel,
1 ,25 - 1 ,50 % Chrom,
0,40 - 0,60 % Molybdän,
0,02 - 0,06 % Aluminium,
0,12 - 0,20 % Vanadium, max. 0,20 % Kupfer, max. 0,70 % Nickel und Eisen sowie den üblichen Verunreinigungen als Rest besteht, als Werkstoff für unter Schutzgas luftgehärtete Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältem.
3. Verwendung einer Stahllegierung nach Patentanspruch 2 mit einem Anteil Nickel von max. 0,2 %.
4. Verwendung einer Stahllegierung, die in Masseanteilen aus
0,09 - 0,13 % Kohlenstoff,
0,15 - 0,30 % Silizium,
1,10 - 1,60 % Mangan, max. 0,015 % Phosphor, max. 0,011 % Schwefel,
1,00 - 1,60 % Chrom,
0,30 - 0,60 % Molybdän,
0,02 - 0,05 % Aluminium,
0,12 - 0,25 % Vanadium Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen besteht, als Werkstoff zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlieichtbau, die im luftvergüteten Zustand eine Zugfestigkeit von Rm von >850 N/mm2, eine Streckgrenze Rp0,2 von >700 N/mm2 und eine Dehnung A5 von >15 % aufweisen.
5. Verwendung eines Stahlwerkstoffs nach Patentanspruch 4 als Werkstoff zur Herstellung von Formbauteilen im Stahlieichtbau, die im luftharten Zustand eine Zugfestigkeit Rm von >950 N/mm2, eine Streckgrenze Rp0,2 von >700 N/mm2 und eine Dehnung A5 von >14 % aufweisen.
6. Verwendung eines Stahlwerkstoffs nach Patentanspruch 1 für den Zweck nach Patentanspruch 4 oder 5, mit der Maßgabe, dass die Formbauteile hochtemperaturverzinkt sind.
PCT/DE2003/000394 2002-02-15 2003-02-11 Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im stahlleichtbau Ceased WO2003069005A2 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE50305680T DE50305680D1 (de) 2002-02-15 2003-02-11 Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im strahlleichtbau
EP03709605A EP1474538B1 (de) 2002-02-15 2003-02-11 Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im strahlleichtbau
JP2003568115A JP2006503175A (ja) 2002-02-15 2003-02-11 圧力ガス容器を製造するための管の材料としてのまたは軽量鋼構造における成形部品を製造するための材料としての鋼合金の使用
AU2003214000A AU2003214000A1 (en) 2002-02-15 2003-02-11 Use of a steel alloy as a material for pipes for producing gas cylinders, or as a material for producing moulded elements in light-gauge steel construction
US10/911,937 US20050006011A1 (en) 2002-02-15 2004-08-05 Use of a steel alloy for making tubes to produce compressed gas containers or for making formed structures in light weight steel construction

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10206612.4 2002-02-15
DE10206612 2002-02-15
DE10221487.5 2002-05-15
DE10221487A DE10221487B4 (de) 2002-02-15 2002-05-15 Verwendung eines Stahlwerkstoffs im Stahlleichtbau
DE10221486.7 2002-05-15
DE10221486A DE10221486B4 (de) 2002-02-15 2002-05-15 Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältern

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/911,937 Continuation US20050006011A1 (en) 2002-02-15 2004-08-05 Use of a steel alloy for making tubes to produce compressed gas containers or for making formed structures in light weight steel construction

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2003069005A2 true WO2003069005A2 (de) 2003-08-21
WO2003069005A3 WO2003069005A3 (de) 2003-10-16
WO2003069005A8 WO2003069005A8 (de) 2004-10-07

Family

ID=27738752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/000394 Ceased WO2003069005A2 (de) 2002-02-15 2003-02-11 Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im stahlleichtbau

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050006011A1 (de)
EP (1) EP1474538B1 (de)
JP (1) JP2006503175A (de)
AT (1) ATE345403T1 (de)
AU (1) AU2003214000A1 (de)
DE (1) DE50305680D1 (de)
ES (1) ES2276047T3 (de)
WO (1) WO2003069005A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048628A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-10 Benteler Stahl/Rohr Gmbh Verwendung einer stahllegierung als werkstoff zur herstellung von dickwandigen rohrbauteilen für kraftfahrzeuge
WO2004048629A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-10 Benteler Stahl/Rohr Gmbh Verwendung einer stahllegierung als werkstoff zur herstellung von rohrleitungen für kraftfahrzeuge
WO2006048009A1 (de) * 2004-11-03 2006-05-11 Salzgitter Flachstahl Gmbh Hochfester lufthärtender stahl mit ausgezeichneten umformeigenschaften

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100660444B1 (ko) * 2005-06-14 2006-12-22 울산화학주식회사 삼불화질소 가스의 저장방법
DE102010033036A1 (de) 2010-08-02 2012-02-02 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Stabilisators mit Stabilisatorlager
US20190242524A1 (en) * 2018-02-05 2019-08-08 Sharpsville Container Corporation High pressure cylinder
WO2021180979A1 (en) 2020-03-13 2021-09-16 Tata Steel Nederland Technology B.V. Method of manufacturing a steel article and article
DE102021102086A1 (de) 2021-01-29 2022-08-04 Benteler Steel/Tube Gmbh Verfahren zur Herstellung und Prüfung eines hochfesten Rohrproduktes aus Stahl sowie Prüfsonde und Rohrprodukt

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2051948A (en) * 1933-12-23 1936-08-25 Sidney D Inscho Method and apparatus for reducing tubing
US2230319A (en) * 1934-12-04 1941-02-04 Firm Eisen Und Huttenwerke A G Process of producing iron sheets for laminated electric transformer cores
US2797173A (en) * 1954-05-06 1957-06-25 John D Keller Method of and apparatus for annealing and coating steel sheets
CA952415A (en) * 1970-05-20 1974-08-06 Eiji Miyoshi Process and apparatus for manufacture of strong tough steel plates
JPH06212349A (ja) * 1993-01-14 1994-08-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 高切削性の高靱性非調質高強度鋼とその製造方法
JP2000144310A (ja) * 1998-11-02 2000-05-26 Nippon Steel Corp 耐腐食疲労に優れた構造用鋼及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048628A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-10 Benteler Stahl/Rohr Gmbh Verwendung einer stahllegierung als werkstoff zur herstellung von dickwandigen rohrbauteilen für kraftfahrzeuge
WO2004048629A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-10 Benteler Stahl/Rohr Gmbh Verwendung einer stahllegierung als werkstoff zur herstellung von rohrleitungen für kraftfahrzeuge
WO2006048009A1 (de) * 2004-11-03 2006-05-11 Salzgitter Flachstahl Gmbh Hochfester lufthärtender stahl mit ausgezeichneten umformeigenschaften

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003214000A1 (en) 2003-09-04
ES2276047T3 (es) 2007-06-16
JP2006503175A (ja) 2006-01-26
US20050006011A1 (en) 2005-01-13
EP1474538B1 (de) 2006-11-15
DE50305680D1 (de) 2006-12-28
WO2003069005A8 (de) 2004-10-07
WO2003069005A3 (de) 2003-10-16
AU2003214000A8 (en) 2003-09-04
EP1474538A2 (de) 2004-11-10
ATE345403T1 (de) 2006-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007039998B4 (de) Panzerung für ein Fahrzeug
DE102016114068B3 (de) Längsträger aus Mehrlagenstahl
DE102005014298B4 (de) Panzerung für ein Fahrzeug
DE60110539T2 (de) Ferritisches rostfreies Stahlblech geeignet für einen Kraftstofftank und für eine Kraftstoffleitung sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE69916717T2 (de) Verfahren für die herstellung geschweisster behälter, bestimmt zur verwendung in gegenwart von schwefelwasserstoff
DE102015112327A9 (de) Karosserie- oder Fahrwerkbauteil eines Kraftfahrzeuges mit verbesserter Crashperformance sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102013015421B4 (de) Stoßfängersystem
DE10348086A1 (de) Hochfestes Stahlbauteil mit Korrosionschutzschicht aus Zink
EP2228459A1 (de) Bauteil mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften
DE102015114989B3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Bauteilstruktur mit verbesserten Fügeeigenschaften und Bauteilstruktur
EP1881083B1 (de) Werkstück aus einer hochfesten Stahllegierung und dessen Verwendung
EP3625046A1 (de) DREILAGIGER VERSCHLEIßSTAHL ODER SICHERHEITSSTAHL, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER KOMPONENTE UND VERWENDUNG
EP0233437B1 (de) Aus zwei Schichten bestehendes korrosionsbeständiges Rohr oder dergleichen Behälter
EP1474538B1 (de) Verwendung einer stahllegierung als werkstoff für rohre zur herstellung von druckgasbehältern oder als werkstoff zur herstellung von formbauteilen im strahlleichtbau
DE10221486B4 (de) Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff für Rohre zur Herstellung von Druckgasbehältern
EP3976842B1 (de) Verfahren zur herstellung eines geschweissten bauteils aus einem umgeformten hochfesten stahl
DE2331134B2 (de) Walzplattierte Werkstoffe aus einem Grundwerkstoff aus Stahl und aus Plattierauflagen aus korrosionsbeständigen, austenitischen Stählen
DE102019130381A1 (de) Kraftfahrzeugbauteil mit gesteigerter Festigkeit
DE102005055374A1 (de) Hochfestes Stahlbauteil mit Korrosionsschutzschicht aus Zink
DE29824068U1 (de) Warmgewalztes, hochfestes, schweißbares Halbzeug, Druckbehälter und Konstruktionsteil
EP0614495B1 (de) Verwendung einer stahllegierung für rohre zur verstärkung der seitentüren von personenkraftwagen
DE102018125319B4 (de) Panzerung und Verfahren zur Herstellung einer Panzerung
EP1565589B1 (de) Verwendung einer stahllegierung als werkstoff zur herstellung von rohrleitungen für kraftfahrzeuge
EP3243913A1 (de) Verfahren zur herstellung von korrosionsgeschützten kraftfahrzeugbauteilen
DE102004025717B9 (de) Höherfester Multiphasenstahl mit verbesserten Eigenschaften

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003709605

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10911937

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003568115

Country of ref document: JP

CFP Corrected version of a pamphlet front page

Free format text: UNDER (54) PUBLISHED TITLE REPLACED BY CORRECT TITLE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003709605

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2003709605

Country of ref document: EP