Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Feiner Bainitischer Stahl mit TRIP-Effekt zum Presshärten

Das Presshärten hat sich als produktiver, ressourceneffizienter und wirtschaftlicher Prozess für die Herstellung hochfester Bauteile im automobilen Leichtbau etabliert. Insbesondere KMU aus den unterschiedlichen Bereichen sind an der Prozesskette des Presshärtens beteiligt. Der borlegierte Vergütungsstahl 22MnB5 erreicht zwar hohe Zugfestigkeiten, ist aber in der Bruchdehnung limitiert. In zahlreichen Arbeiten wurde versucht die Bruchdehnung anzuheben, um eine höhere Crashsicherheit in der Knautschzone zu erreichen, die jedoch auf den industriellen Prozess nicht übertragen werden konnte. Aufgrund dessen soll in diesem Projekt ein neuer TRIP-fähiger bainitisch-ferritischer Stahl (TBF-Stahl) mit einer chemischen Zusammensetzung entwickelt werden, bei dem der Presshärteprozess durch vorgeheizte Werkzeuge über der Ms-Temperatur (> 350 °C) durchgeführt wird. Der TBF-Stahl mit hochstabilsiertem filmartigen Restaustenit (RA) sollte zu einem stärkeren TRIP-Effekt und folglich zu einer Bruchdehnung von > 10 % bei einer Zugfestigkeit von > 1100 MPa führen. Die gute Schweiß- und Beschichtbarkeit soll durch eine moderate Anpassung von Si und Cr beibehalten werden. Die Vorkühlung des Bauteils vor der Umformung auf 550-600 °C ermöglicht eine weitere Verfeinerung des bainitischen Ferrits, wodurch der Restaustenit weiter verfeinert und seine Stabilität erhöht wird. Um eine industrielle Umsetzbarkeit zu gewährleisten, werden Versuche zur Warmumformung und des Lackeinbrennprozesses durchgeführt. Das Energieabsorptionsvermögen bei gleichzeitig hoher Festigkeit wird durch transversale und axiale Druckversuche aus den hergestellten Bauteilen ermittelt. Darüber hinaus werden im Rahmen des Forschungsprojekts verschiedene messtechnische Verfahren, wie die Thermographie, das Eindruckverfahren für die Ermittlung der Fließkurve sowie ein Wirbelstromsensor für die In-Situ Überwachung der Phasenumwandlung im Presshärteprozess eingesetzt, die überwiegend von KMU bereitgestellt werden.