P 1188 – Qualifizierung eines neuen Cu-St Werkstoffsystems für den Einsatz in Fahrwerkskomponenten

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ISBN: 978-3-96780-055-5 Artikelnummer: ee3d310f31d2 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1188 – Qualifizierung eines neuen Cu-St Werkstoffsystems für den Einsatz in Fahrwerkskomponenten

Hochbeanspruchte Fahrwerkskomponenten im Automobilbau werden derzeit oft aus Mehrphasenstählen hergestellt, wenn Streckgrenzen oberhalb 600 MPa gefordert werden. Diese Stähle verbinden eine hohe Festigkeit mit einem hohen Maß an Duktilität, wodurch diese für die Fertigung dünnwandiger Leichtbaustrukturen mit hohen Umformgraden zunehmend interessant geworden sind. Dünnwandige Halbzeuge werden üblicherweise aus Kaltband hergestellt, wobei Mehrphasenstähle den Einsatz von kontinuierlichen Glühlinien (Konti-Glühen) erfordern, da nur so die entsprechenden Temperatur-Zeit Zyklen erreicht werden können. Die Mehrzahl der existierenden Kaltwalzwerke setzen jedoch einen Haubenglühprozess ein, da dieser eine hohe Flexibilität bei niedrigen Kosten aufweist. Ein enormes Potential zur kostengünstigen Fertigung von hochbeanspruchten Leichtbaustrukturen besteht in der Verarbeitung einer neuen, niedrig legierten Stahlgüte SP-800. Durch eine gezielte Kombination von Kaltverfestigung und Ausscheidungshärtung mit Kupfer ist eine weitumfassende Gradierung des Werkstoffsystems möglich, sodass Streckgrenzen im Bereich von 600 MPa – 1000 MPa in Kombination mit  Bruchdehnungen zwischen 10 % – 20 % eingestellt werden können. Im Rahmen des FOSTA Forschungsvorhaben „Qualifizierung eines neuen Cu-St Werkstoffsystems für den Einsatz in Fahrwerkskomponenten“ wurden verschiedene Versuche zur Materialcharakterisierung durchgeführt. Weiterhin wurden der Referenzwerkstoff CPW800 zum Vergleich getestet. Die Versuche an verschiedenen wärmebehandelten Proben haben gezeigt, dass sich das Werkstoffverhalten über die Wärmebehandlung einstellen ließ (Festigkeit / Bruchdehnung). Ein im Vorfeld an das Forschungsvorhaben angenommener möglicher  negativer Effekt der Kupferausscheidungen auf das Ermüdungsverhalten konnte nicht nachgewiesen werden. Das Ermüdungsverhalten der Cu-Stahl Legierung war zwar in den Versuchen schlechter als das eines in der Serie verwendeten Werkstoffs CPW800, jedoch zeigten die Bruchflächenanalysen, dass das Risswachstum jeweils von der Probenoberfläche und nicht von inneren Defekten ausging. Zusammenfassend ist festzustellen, dass das im Labor hergestellten Material auf Basis der Materialcharakterisierung bereits ein konkurrenzfähiges Materialverhalten zu dem Werkstoff CPW800 zeigt, was je  nach Anwendung zu bewerten ist. Weiteres Optimierungspotential scheint durch eine industrielle Herstellung möglich. Durch die guten mechanischen Eigenschaften zeigt das Material grundsätzlich Potential für eine zukünftige Fahrwerksanwendung.

Veröffentlichung:
2017

Autoren:
Prof. Dr. rer. nat. T. Tröster