Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102015119839A1 - High energy absorbing steel alloy and tubular steel product - Google Patents

High energy absorbing steel alloy and tubular steel product Download PDF

Info

Publication number
DE102015119839A1
DE102015119839A1 DE102015119839.8A DE102015119839A DE102015119839A1 DE 102015119839 A1 DE102015119839 A1 DE 102015119839A1 DE 102015119839 A DE102015119839 A DE 102015119839A DE 102015119839 A1 DE102015119839 A1 DE 102015119839A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steel
steel alloy
product
tubular
alloy according
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.)
Pending
Application number
DE102015119839.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Niko Große-Heilmann
Andreas Peters
Isabella-Maria Zylla
Kozeschnik Ernst
Michael Kaufmann
Jozef Balun
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 Steel Tube GmbH
Original Assignee
Benteler Steel Tube 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
Application filed by Benteler Steel Tube GmbH filed Critical Benteler Steel Tube GmbH
Priority to DE102015119839.8A priority Critical patent/DE102015119839A1/en
Priority to PCT/EP2016/077878 priority patent/WO2017085135A1/en
Priority to CN201680077786.4A priority patent/CN108474080B/en
Priority to JP2018525449A priority patent/JP2018538440A/en
Priority to US15/776,679 priority patent/US11384415B2/en
Publication of DE102015119839A1 publication Critical patent/DE102015119839A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stahllegierung mit hohem Energieaufnahmevermögen und guter Umformbarkeit, umfassend neben erschmelzungsbedingten unvermeidbaren Verunreinigungen und Eisen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent: C: 0,05–0,6% Summe aus Cr + 2·Ti + 3·(Mo + V + Nb) + 4·W = 1–7 %, wobei das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit Bestandteile von 10–40 Vol.-% Restaustenit aufweist, wobei das Energieaufnahmevermögen ausgedrückt durch das Produkt aus Zugfestigkeit (Rm) und Gleichmaßdehnung (Ag) größer als 12.000 MPa% ist und die Stahllegierung eine Mindestzugfestigkeit von 1000 MPa aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Stahlrohrprodukt mit hohem Energieaufnahmevermögen und guter Umformbarkeit, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es wenigstens teilweise aus einer solchen Stahllegierung besteht.The present invention relates to a steel alloy having high energy-absorbing capacity and good formability, comprising, in addition to melting-caused unavoidable impurities and iron, the following components in weight percent: C: 0.05-0.6% sum of Cr + 2 · Ti + 3 · (Mo + V + Nb) + 4 · W = 1-7%, wherein the structure of the steel alloy contains martensite constituents of 10-40% by volume of retained austenite, wherein the energy absorption capacity expressed by the product of tensile strength (Rm) and uniform elongation (Ag) is greater than 12,000 MPa% and the steel alloy has a minimum tensile strength of 1000 MPa. In addition, the invention relates to a steel tube product with high energy absorption capacity and good formability, which is characterized in that it consists at least partially of such a steel alloy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stahllegierung mit hohem Energieaufnahmevermögen sowie ein Stahlrohrprodukt. The present invention relates to a high energy absorbing steel alloy and a tubular steel product.

Zur Herstellung von beispielsweise Kraftfahrzeugkomponenten, ist es bekannt sogenannte TRIP(Transformation Induced Plasticity)-Stähle zu verwenden. TRIP Stähle bestehen in der Regel aus Ferrit, Bainit und Restaustenit, der sich verformungsinduziert in Martensit umwandelt. Die verformungsinduzierte Martensitumwandlung des Restaustenits wird auch als TRIP-Effekt bezeichnet.For the production of, for example, motor vehicle components, it is known to use so-called TRIP (Transformation Induced Plasticity) steels. As a rule, TRIP steels consist of ferrite, bainite and retained austenite, which transforms into martensite due to deformation. Deformation-induced martensite transformation of retained austenite is also referred to as the TRIP effect.

Zur Stabilisierung des Restaustenits und zur Erhöhung des TRIP-Effektes ist es bekannt, TRIP-Stähle einer Wärmebehandlung zu unterwerfen. Insbesondere wird ein sogenanntes Quenching and Partitioning (Q&P) verwendet. Durch dieses Verfahren wird ein Gefüge mit angelassenem Martensit mit eingelagertem Restaustenit eingestellt, das stabilisiert ist.To stabilize the residual austenite and to increase the TRIP effect, it is known to subject TRIP steels to a heat treatment. In particular, a so-called quenching and partitioning (Q & P) is used. By this method, a structure is set with tempered martensite with retained retained austenite, which is stabilized.

Der Martensit erhöht hierbei die Festigkeit und der Restaustenit gewährleistet auf Grund des TRIP-Effekts weiterhin gute Dehnungseigenschaften. The martensite increases the strength and the retained austenite ensures due to the TRIP effect further good elongation properties.

Bei niedriglegierten martensitisch/austenitischen Stählen besteht ein Nachteil darin, dass die Ausbildung von Bainit und/oder Zementit (Eisenkarbid) verhindert werden muss, um einen ausreichenden Anteil an Restaustenit in dem Stahl zu erhalten. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, beispielsweise Silizium zur Unterdrückung der Bildung von Bainit und Zementit in großen Mengen zuzugeben. Ein Nachteil dieser Art der Unterdrückung der Bainitbildung und Zementitbildung besteht darin, dass sich durch die Zugabe von Silizium die Oberflächenbeschaffenheit des Stahlproduktes bei der Warmumformung verschlechtert. Zudem werden bei diesen martensitisch/austenitischen Stählen in der Regel signifikante Anteile von Bainit und Zementit und eine dadurch unzureichende Austenit-Stabilisierung beobachtet.A disadvantage of low-alloy martensitic / austenitic steels is that the formation of bainite and / or cementite (iron carbide) must be prevented in order to obtain a sufficient amount of retained austenite in the steel. From the prior art it is known, for example, to add silicon to suppress the formation of bainite and cementite in large quantities. A disadvantage of this type of suppression of bainite formation and cementite formation is that the addition of silicon worsens the surface finish of the steel product during hot forming. In addition, in these martensitic / austenitic steels, significant proportions of bainite and cementite and thus inadequate austenite stabilization are generally observed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit eine Lösung zu schaffen, mittels derer das Energieaufnahmevermögen und die Umformbarkeit eines Stahls auf einfache und zuverlässige Weise verbessert werden kann. The object of the present invention is thus to provide a solution by means of which the energy absorption capacity and the formability of a steel can be improved in a simple and reliable manner.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, indem in der Stahllegierung Karbidbildner zulegiert werden.The invention is based on the finding that this object can be achieved by adding carbide formers to the steel alloy.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe daher gelöst durch eine Stahllegierung mit hohem Energieaufnahmevermögen und guter Umformbarkeit, die neben erschmelzungsbedingten unvermeidbaren Verunreinigungen und Eisen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent umfasst:
C: 0,05–0,6%
Summe aus Cr + 2·Ti + 3·(Mo + V + Nb) + 4·W = 1–7 %,
wobei das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit Bestandteile von 10–40 Vol.-% Restaustenit aufweist, wobei das Energieaufnahmevermögen ausgedrückt durch das Produkt aus Zugfestigkeit Rm und Gleichmaßdehnung Ag größer als 14.000 MPa% ist und die Stahllegierung eine Mindestzugfestigkeit von 1000 MPa aufweist.
According to the invention the object is therefore achieved by a steel alloy with high energy absorption capacity and good formability, which in addition to melting unavoidable impurities and iron comprises the following components in percent by weight:
C: 0.05-0.6%
Sum of Cr + 2 · Ti + 3 · (Mo + V + Nb) + 4 · W = 1-7%,
wherein the structure of the steel alloy contains, in addition to martensite constituents of 10-40 vol .-% retained austenite, the energy absorption capacity expressed by the product of tensile strength Rm and uniformity Ag Ag is greater than 14,000 MPa% and the steel alloy has a minimum tensile strength of 1000 MPa.

Mit der vorliegenden Erfindung wird somit eine niedriglegierte Stahllegierung geschaffen, die ein hohes Energieaufnahmevermögen und eine gute Umformbarkeit aufweist. Die Stahllegierung wird im Folgenden auch als Legierung, Stahl oder Werkstoff bezeichnet. Gehaltsangaben von Legierungselementen sind als Gewichtsprozente angegeben, werden aber gegebenenfalls nur mit Prozent bezeichnet.The present invention thus provides a low-alloy steel alloy which has a high energy absorption capacity and good formability. The steel alloy is also referred to below as alloy, steel or material. Salary data for alloying elements are given as weight percentages, but may be referred to only as percentages.

Kohlenstoff (C) ist für die Herstellung martensitisch/austenitischen Gefüge notwendig. Erfindungsgemäß wird Kohlenstoff in einer Menge von mindestens 0,05% zugegeben. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,05% nicht genug Kohlenstoff in dem Stahl vorhanden ist, um eine signifikante Restaustenit-Stabilisierung erreichen zu können. Allerdings ist der Kohlenstoffgehalt erfindungsgemäß auf maximal 0,6% begrenzt. Oberhalb von 0,6% ist die martensitische Matrix des Werkstoffes, insbesondere des finalen Werkstoffes nach einer Anlassbehandlung bei relativ tiefen Temperaturen zu spröde um einen technisch verwendbaren Werkstoff darzustellen. Erfindungsgemäß liegt der Kohlenstoffgehalt der Stahllegierung in einem Bereich von 0,05% bis 0,6% und vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1–0,6% und weiter vorzugsweise im Bereich zwischen 0,15 und 0,5%.Carbon (C) is necessary for the production of martensitic / austenitic microstructures. According to the invention carbon is added in an amount of at least 0.05%. It has been found that with a carbon content of less than 0.05%, there is not enough carbon in the steel to achieve significant retained austenite stabilization. However, the carbon content is limited according to the invention to a maximum of 0.6%. Above 0.6%, the martensitic matrix of the material, in particular of the final material, is too brittle after a tempering treatment at relatively low temperatures to represent a technically usable material. In the present invention, the carbon content of the steel alloy is in a range of 0.05% to 0.6%, and preferably in the range of 0.1-0.6%, and more preferably in the range of 0.15 to 0.5%.

Erfindungsgemäß umfasst die Stahllegierung zudem mindestens einen Karbidbildner. Als Karbidbildner werden insbesondere Legierungselemente bezeichnet, die mit Kohlenstoff Karbide ausbilden. Die Bildung von Eisenkarbid (Fe3C Zementit) wird hierdurch unterdrückt. According to the invention, the steel alloy additionally comprises at least one carbide former. Carbide formers are in particular alloying elements which form carbon carbides with carbon. The formation of iron carbide (Fe 3 C cementite) is thereby suppressed.

Besonders bevorzugt ist in der Stahllegierung Chrom enthalten. Chrom dient hierbei als Karbidbildner. Zusätzlich zu Chrom können auch einer oder mehrere weitere Karbidbildner in der Stahllegierung enthalten sein. Particularly preferably, chromium is contained in the steel alloy. Chromium serves as a carbide former. In addition to chromium, one or more other carbide formers may also be included in the steel alloy.

Als Karbidbildner können Legierungselemente der Nebengruppen 4 (Titangruppe), 5 (Vanadiumgruppe) und 6 (Chromgruppe) des Periodensystems verwendet werden.As carbide formers, alloying elements of subgroups 4 (titanium group), 5 (vanadium group) and 6 (chromium group) of the periodic table can be used.

Bei Karbidbildnern wird in der Regel davon ausgegangen, dass diese der Stabilisierung des Restaustenits entgegenwirken, da diese zur Bildung der Karbide Kohlenstoff verbrauchen, der in dem Restaustenit zur Stabilisierung notwendig wäre. Erfindungsgemäß wurde aber festgestellt, dass durch gezielte Zugabe von Karbidbildnern die Menge an Restaustenit in dem Stahl vergrößert werden kann. Carbide formers are generally considered to counteract the stabilization of retained austenite, since they consume carbon to form the carbides, which would be necessary in the retained austenite for stabilization. According to the invention, however, it has been found that the amount of retained austenite in the steel can be increased by targeted addition of carbide formers.

Bei Zulegieren von Karbidbildnern zu Eisen-Kohlenstoff Legierungen besteht bei Temperaturen oberhalb der Starttemperatur des Zwischenstufengefüges Bainit, die auch als Bs (Bainit Starttemperatur) bezeichnet wird, ein Bereich in dem keine Umwandlungen stattfinden. Im Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild ist dies durch eine vollständige Trennung der Umwandlungsbereiche für Ferrit/Perlit und Bainit erkennbar. Dieser Bereich, in dem keine Umwandlungen stattfinden, wird international auch als Bay bezeichnet. Es hat sich gezeigt, dass sowohl die unerwünschte Bainitbildung als auch die Zementitbildung bei diesen Temperaturen erschwert werden, wenn gezielt Karbidbildner zulegiert werden.When alloying carbide formers to iron-carbon alloys, at temperatures above the start temperature of the interstitial structure, bainite, also referred to as Bs (bainite start temperature), is an area where no conversions occur. In the time-temperature conversion diagram, this can be seen by a complete separation of the ferrite / perlite and bainite transformation ranges. This area, where no conversions take place, is internationally referred to as Bay. It has been shown that both the unwanted bainite formation and the formation of cementite at these temperatures are made more difficult if carbide formers are added in a targeted manner.

Erfindungsgemäß werden daher Baybildner, das heißt Karbidbildner, zulegiert. Insbesondere wird Chrom als ein Karbidbildner zulegiert. Vorzugsweise liegt der Chromgehalt im Bereich von 2–4%, und besonders bevorzugt bei 3%. Baybildner, ie carbide, are therefore alloyed according to the invention. In particular, chromium is added as a carbide former. Preferably, the chromium content is in the range of 2-4%, and more preferably 3%.

Zusätzlich zu Chrom wird insbesondere Molybdän zulegiert. Chrom und Molybdän unterdrücken die Bildung von Bainit und ermöglichen so eine Kohlenstoff-Umverteilung in den Restaustenit.In addition to chromium, in particular molybdenum is alloyed. Chromium and molybdenum suppress the formation of bainite and thus allow a redistribution of carbon into the retained austenite.

Zudem kann erfindungsgemäß zumindest ein weiterer Karbidbildner zulegiert werden. Die Karbidbildner sind erfindungsgemäß die Elemente Ti (Nebengruppe 4), V, Nb (Nebengruppe 5) sowie Cr, Mo, W (Nebengruppe 6). Diese Legierungselemente sind aus ökonomischen Aspekten wichtig für den Einsatz in der Stahlherstellung. Diese Legierungselemente, die als Karbidbildner dienen, weisen eine unterschiedlich starke Wirkung als Baybildner auf. In absteigender Reihenfolge sind W, Mo, V, Nb und Ti neben Chrom als Baybildner geeignet. Diese Legierungselemente werden erfindungsgemäß in einer solchen Kombination zugegeben, dass die Anforderung:
Cr + 2·Ti + 3·(Mo + V + Nb) + 4·W = 1–7 %
erfüllt ist.
In addition, according to the invention at least one additional carbide former can be alloyed. The carbide formers according to the invention are the elements Ti (subgroup 4), V, Nb (subgroup 5) and also Cr, Mo, W (subgroup 6). These alloying elements are important from an economic point of view for use in steelmaking. These alloying elements, which serve as carbide formers, have a different effect than Baybildner on. In descending order W, Mo, V, Nb and Ti are suitable as well as chromium as Baybildner. These alloying elements are added according to the invention in such a combination that the requirement:
Cr + 2 · Ti + 3 · (Mo + V + Nb) + 4 · W = 1-7%
is satisfied.

Auf diese Weise wird der Baybereich zuverlässig vergrößert und eine Temperaturführung zum Erzielen eines höheren Anteils an Restaustenit vereinfacht.In this way, the bay area is reliably increased and a temperature control to achieve a higher proportion of retained austenite simplified.

Besonders bevorzugt erfüllen die Karbidbildner in der Stahllegierung die Anforderung, dass die Summe aus Cr + 2·Ti + 3·(Mo + V + Nb) + 4·W im Bereich von 2–6 % liegt. Hierdurch kann Bainitbildung und Zementitbildung zuverlässig verhindert werden und ein Gefüge erzeugt werden, in dem der Anteil des Restaustenits hoch ist.More preferably, the carbide formers in the steel alloy satisfy the requirement that the sum of Cr + 2 · Ti + 3 · (Mo + V + Nb) + 4 · W be in the range of 2-6%. As a result, bainite formation and cementite formation can be reliably prevented and a structure can be produced in which the proportion of residual austenite is high.

Erfindungsgemäß weist das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit Bestandteile von 10–40 Vol.-% Restaustenit auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit Bestandteile von 15–35 Vol.-% Restaustenit auf. Mit diesem hohen Anteil von Restaustenit in der Martensitmatrix kann der TRIP-Effekt besonders genutzt werden und damit die vorteilhaften Werkstoffeigenschaften erzielt werden.According to the invention, the structure of the steel alloy, in addition to martensite constituents of 10-40 vol .-% retained austenite on. According to a preferred embodiment, the structure of the steel alloy, in addition to martensite constituents of 15-35 vol .-% retained austenite on. With this high proportion of retained austenite in the martensite matrix, the TRIP effect can be used particularly and thus the advantageous material properties can be achieved.

Obwohl nicht bevorzugt, kann zusätzlich zu dem martensitischen Gefüge mit Restaustenit, in dem Gefüge der Stahllegierung auch ein geringer Anteil an Bainit vorliegen. Der Bainitanteil ist hierbei allerdings auf höchstens 30 Vol.-% begrenzt. Mit diesem Bainitanteil kann immer noch ein ausreichender Gehalt an Restaustenit in dem martensitischen Gefüge erzielt werden.Although not preferred, in addition to the martensitic structure with retained austenite, a small amount of bainite may also be present in the structure of the steel alloy. However, the bainite content is limited to a maximum of 30% by volume. With this bainite content, a sufficient content of retained austenite in the martensitic structure can still be achieved.

Das Energieaufnahmevermögen der erfindungsgemäßen Stahllegierung, ausgedrückt durch das Produkt aus Zugfestigkeit (Rm) und Gleichmaßdehnung (Ag), ist erfindungsgemäß größer als 12.000 MPa% und kann erfindungsgemäß auch größer als 14.000 MPa% sein.The energy absorption capacity of the steel alloy according to the invention, expressed by the product of tensile strength (Rm) and uniform elongation (Ag), according to the invention is greater than 12,000 MPa% and can also be greater than 14,000 MPa% according to the invention.

Auch das Produkt aus Streckgrenze und Bruchdehnung sowie das Produkt aus Zugfestigkeit und Bruchdehnung können bei der erfindungsgemäßen Stahllegierung höher als bei bekannten Stählen liegen. The product of yield strength and elongation at break and the product of tensile strength and elongation at break can also be higher in the steel alloy according to the invention than in known steels.

Zudem ist erfindungsgemäß das Produkt aus Zugfestigkeit (Rm) und Bruchdehnung (A5) bei der erfindungsgemäßen Stahllegierung so hoch, dass die Umformbarkeit, insbesondere auch die Kaltumformbarkeit eines aus der Stahllegierung hergestellten Stahlproduktes gewährleistet ist.In addition, the product of tensile strength (Rm) and elongation at break (A 5) in the inventive steel alloy according to the invention is so high that the formability, especially the cold workability of a steel product made of the steel alloy is guaranteed.

Die erfindungsgemäße Stahllegierung weist eine Mindestzugfestigkeit von 1000 MPa auf. The steel alloy according to the invention has a minimum tensile strength of 1000 MPa.

Die erfindungsgemäße Stahllegierung ist somit konventionellen Vergütungsstählen hinsichtlich Umformbarkeit und Bruchdehnung bei gleicher Zugfestigkeit überlegen.The steel alloy according to the invention is thus superior to conventional tempered steels in terms of formability and elongation at break with the same tensile strength.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Stahllegierung einen Siliziumgehalt von kleiner als 1,1% auf. Silizium kann aufgrund seiner hohen Sauerstoffaffinität als Desoxidationsmittel eingesetzt werden und liegt daher in den meisten beruhigten Stahllegierungen vor. In niedriglegierten Stählen ist Silizium bekannt dafür die Zementitbildung in Stählen zu unterdrücken. Allerdings hat sich gezeigt, dass mit Silizium legierte Stähle mit steigendem Gehalt bei der Warmformgebung zur Bildung von stärker haftenden Oxidschichten neigen, die die Oberflächenqualität verschlechtern, was sich insbesondere auch nachteilig auf nachfolgende Beschichtungsprozesse, wie beispielsweise das Verzinken auswirkt.According to one embodiment, the steel alloy has a silicon content of less than 1.1%. Silicon can be used as a deoxidizer due to its high oxygen affinity and is therefore present in most tempered steel alloys. In low-alloyed steels, silicon is known for suppressing cementite formation in steels. However, it has been shown that with Silicon alloyed steels with increasing content in the hot forming tend to form more adherent oxide layers, which deteriorate the surface quality, which in particular also has a detrimental effect on subsequent coating processes, such as galvanizing.

Indem bei der erfindungsgemäßen Stahllegierung der Siliziumgehalt auf 1,1% begrenzt ist, können die negativen Einflüsse des Siliziums auf die Eigenschaften des Stahls, insbesondere die schlechten Oberflächeneigenschaften, minimiert werden. By limiting the silicon content to 1.1% in the steel alloy according to the invention, the negative effects of silicon on the properties of the steel, in particular the poor surface properties, can be minimized.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Streckgrenzenverhältnis (Dehngrenze zu Zugfestigkeit) Rp0,2/Rm ≤ 0,8 der Stahllegierung. Bei herkömmlichen Vergütungsstählen liegt dieses Verhältnis höher, beispielsweise bei > 0,9. Mit der vorliegenden Stahllegierung kann daher eine bessere Verformbarkeit des aus der Stahllegierung hergestellten Stahlproduktes, insbesondere Stahlrohrproduktes gewährleistet werden.In one embodiment, the yield ratio (yield strength to tensile strength) is Rp0.2 / Rm ≤ 0.8 of the steel alloy. With conventional tempered steels, this ratio is higher, for example> 0.9. With the present steel alloy, therefore, a better deformability of the steel product produced from the steel alloy, in particular tubular steel product can be ensured.

Die Gleichmaßdehnung (Ag) der erfindungsgemäßen Stahllegierung kann ≥ 5% sein. Bei herkömmlichen Vergütungsstählen, insbesondere Stähle mit größer als 1000 MPa, ist die Gleichmaßdehnung geringer und liegt insbesondere bei < 5%.The uniform elongation (Ag) of the steel alloy according to the invention can be ≥ 5%. In conventional tempered steels, in particular steels with greater than 1000 MPa, the uniform elongation is lower and is in particular <5%.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Stahllegierung in einem wärmebehandelten Zustand, insbesondere in einem Zustand nach einer Wärmebehandlung des Quenching and Partitioning (Q&P) vor.According to a preferred embodiment, the steel alloy is in a heat-treated state, in particular in a state after heat treatment of quenching and partitioning (Q & P).

Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass sich mit Karbidbildnern, insbesondere Chrom aber auch Titan, Molybdän, Vanadium, Niob und Wolfram, legierte Stähle herausragend für die Quenching & Partitioning Wärmebehandlung eignen. Diese Erkenntnis steht im Kontrast zur der Meinung des Standes der Technik, dass die Karbidbildner generell kontraproduktiv für Q& P sind.According to the invention, it has been shown that alloyed steels are outstandingly suitable for quenching and partitioning heat treatment with carbide formers, in particular chromium, but also titanium, molybdenum, vanadium, niobium and tungsten. This finding is in contrast to the prior art opinion that the carbide formers are generally counterproductive to Q & P.

Eine „Quenching and Partitioning“ Wärmebehandlung (Q&P) (Abschrecken und Umverteilen) erzeugt eine zweiphasen Mikrostruktur, die aus niederkohlenstoff-Martensit und Restaustenit besteht.Quenching and Partitioning Heat Treatment (Q & P) (quenching and redistribution) produces a two-phase microstructure consisting of low-carbon martensite and retained austenite.

Während des Quenching-Schritts wird der Stahl zunächst vollständig austenitisiert und dann auf eine Temperatur abgeschreckt, die zwischen der Martensit-Starttemperatur und der Martensit-Endtemperatur liegt. Aufgrund der unterdrückten Zementitausscheidung diffundiert der Kohlenstoff während des Partitioning-Schrittes von dem übersättigten Martensit zum Restaustenit. Kohlenstoff stabilisiert den Austenit, wodurch die Martensit-Starttemperatur des kohlenstoffangereicherten Austenit lokal auf unter Raumtemperatur abgesenkt wird. Daher wird bei einem Endabschrecken auf Raumtemperatur kein hochkohlenstoffhaltiger Martensit gebildet und durch Kohlenstoff angereicherter Austenit verbleibt. Der Martensit, der vorzugsweise angelassen ist, erhöht die Festigkeit und der Restaustenit gewährleistet durch den TRIP-Effekt weiterhin gute Dehnungseigenschaften.During the quenching step, the steel is first fully austenitized and then quenched to a temperature that is between the martensite start temperature and the martensite finish temperature. Due to the suppressed cementite precipitation, the carbon diffuses from the supersaturated martensite to the retained austenite during the partitioning step. Carbon stabilizes the austenite, locally lowering the martensite start temperature of the carbon-enriched austenite to below room temperature. Therefore, in a final quench to room temperature, no high-carbon martensite is formed and carbon-enriched austenite remains. The martensite, which is preferably tempered, increases the strength and the retained austenite still ensures good elongation properties due to the TRIP effect.

Gemäß einem Beispiel wird das Produkt aus der Stahllegierung, beispielsweise ein Rohrelement, den folgenden Verfahrensschritten unterworfen:

  • a. Abschrecken nach einer Warmformgebung bei mindestens Ac3 Temperatur zunächst in einem ersten Kühlschritt mit einer Kühlrate größer der kritischen Abkühlgeschwindigkeit auf T1 größer Ms.
  • b. Abschrecken in einem zweiten Kühlschritt auf eine Temperatur T2 a. Wobei T2 < Ms – 50°C und größer Raumtemperatur ist; b. Und der zweite Kühlschritt mit einer im Vergleich zum ersten Kühlschritt um den Faktor 3 bis 20 niedrigeren Kühlrate erfolgt
  • c. Erwärmung mit einer Heizrate und Haltephase zur Stabilisierung polyederförmigen Restaustenits, die der folgenden Gleichung genügt: (T3 – T2)/10× Heizrate in K/s > Haltezeit (in sec.) bei T3 Wobei T3 > Bainit Start Temperatur
  • d. Weiterer Kühlschritt auf eine Rohrtemperatur < Ms.
According to one example, the product of the steel alloy, for example a tubular element, is subjected to the following process steps:
  • a. Quenching after hot forming at least Ac3 temperature first in a first cooling step with a cooling rate greater than the critical cooling rate on T1 greater than Ms.
  • b. Quenching in a second cooling step to a temperature T2 a. Where T2 <Ms - 50 ° C and greater than room temperature; b. And the second cooling step takes place with a cooling rate that is lower by a factor of 3 to 20 than the first cooling step
  • c. Heating with a heating rate and holding phase to stabilize polyhedron retained austenite satisfying the following equation: (T3 - T2) / 10 × heating rate in K / s> holding time (in sec.) At T3 Where T3> bainite start temperature
  • d. Further cooling step to a tube temperature <Ms.

Schritt c stellt hierbei den Schritt des Partitionings dar. Die Haltezeit für das Partitioning ist umso kürzer, je länger die Wiedererwärmung (Heizrate) dauert. Bei einer moderaten Heizrate von beispielsweise 10K/s bei einem induktiven Erwärmen und einer Temperaturdifferenz (dT) von 200K beträgt die Haltezeit also < 200s. Step c represents the step of partitioning. The longer the rewarming (heating rate) takes, the shorter the hold time for partitioning. At a moderate heating rate of, for example, 10K / s with inductive heating and a temperature difference (dT) of 200K, the retention time is thus <200s.

Die Wärmebehandlung, insbesondere der Schritt des Partitionings wird erfindungsgemäß vorzugsweise mit induktiver Erwärmung durchgeführt. Hierdurch können die gewünschten Heizraten und Haltephasen gezielt eingestellt werden.The heat treatment, in particular the step of partitioning, is preferably carried out according to the invention with inductive heating. In this way, the desired heating rates and holding phases can be set specifically.

Die erfindungsgemäße Stahllegierung weist neben dem hohen Energieaufnahmevermögen und der guten Umformbarkeit auch eine gute Zerspanbarkeit auf. Die Zerspanbarkeit, das heißt die Eigenschaft das aus der Stahllegierung hergestellte Stahlprodukt spanend bearbeiten zu können, wird insbesondere durch die Festigkeit und Zähigkeit bestimmt. Mit der erfindungsgemäß erzielbaren Festigkeit und Zähigkeit kann die Zerspanbarkeit der Stahllegierung, insbesondere des aus der Stahllegierung hergestellten Produktes gewährleistet werden.The steel alloy according to the invention has, in addition to the high energy absorption capacity and the good formability, also a good machinability. The machinability, that is to say the ability to machine the steel product produced from the steel alloy, is determined in particular by the strength and toughness. With the inventively achievable strength and toughness, the machinability of the steel alloy, in particular of the product produced from the steel alloy can be ensured.

Mit der erfindungsgemäßen Stahllegierung können unterschiedliche Stahlprodukte gefertigt werden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Stahllegierung zur Herstellung eines Stahlrohrproduktes verwendet.With the steel alloy according to the invention, different steel products can be manufactured. Preferably, the inventive Steel alloy used to produce a tubular steel product.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Stahlrohrprodukt mit hohem Energieaufnahmevermögen und guter Umformbarkeit. Das Stahlrohrprodukt ist dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens teilweise aus der erfindungsgemäßen Stahllegierung besteht. Besonders bevorzugt umfasst das Stahlrohprodukt ein Rohrelement, das zumindest bereichsweise und vorzugsweise vollständig aus der erfindungsgemäßen Stahllegierung besteht. Alternativ ist es auch möglich, dass das Stahlrohrprodukt ausschließlich aus einem solchen Rohrelement besteht.According to a further aspect, the present invention therefore relates to a tubular steel product with high energy absorption capacity and good formability. The tubular steel product is characterized in that it at least partially consists of the steel alloy according to the invention. Particularly preferably, the raw steel product comprises a pipe element which consists at least partially and preferably completely of the steel alloy according to the invention. Alternatively, it is also possible that the steel pipe product consists exclusively of such a tubular element.

In der Ölindustrie kann ein Stahlrohrprodukt der vorliegenden Erfindung beispielsweise als Bohrrohr oder als sogenannte Perforation Gun verwendet werden.In the oil industry, a steel tube product of the present invention may be used, for example, as a drill pipe or as a so-called perforation gun.

Gemäß einer Ausführungsform bildet das Stahlrohrprodukt daher zumindest einen Teil einer Perforation Gun. Insbesondere kann das Stahlrohrprodukt der Hohlträger (Hollow Carrier) einer Perforation Gun sein. Als Perforation Gun wird eine Einheit bezeichnet, die in der Ölgewinnungsindustrie eingesetzt wird. Die Perforation Gun wird hierbei dazu verwendet, Bohrlöcher zu öffnen oder erneut zu öffnen, um zu Gas- oder Rohöllagern zu gelangen. Eine Perforation Gun umfasst hierbei vorzugsweise einen Hohlträger, der auch als Hollow Carrier bezeichnet wird. In den Hohlträger werden Zündeinheiten eingebracht. Während die Perforation Gun in Position gebracht wird, beispielsweise in eine Tiefe gebracht wird, in der ein Öllager liegt, und relativ zu diesem positioniert wird, muss der Hollow Carrier großen mechanischen Belastungen standhalten, insbesondere aufgrund des herrschenden Drucks und der erhöhten Temperatur. Ein aus der erfindungsgemäßen Stahllegierung hergestellter Hollow Carrier kann diesen Anforderungen genügen.Thus, according to one embodiment, the tubular steel product forms at least part of a perforation gun. In particular, the tubular steel product may be the hollow carrier (hollow carrier) of a perforation gun. A perforation gun is a unit used in the oil extraction industry. The perforation gun is used to open or reopen wellbores for gas or crude oil storage. A perforation gun in this case preferably comprises a hollow carrier, which is also referred to as a hollow carrier. In the hollow carrier ignition units are introduced. As the perforation gun is brought into position, for example, to a depth in which an oil reservoir is located, and positioned relative thereto, the hollow carrier must withstand high mechanical stresses, particularly due to the prevailing pressure and temperature. A hollow carrier produced from the steel alloy according to the invention can meet these requirements.

Das Stahlrohrprodukt, das zumindest einen Teil einer Perforation Gun, insbesondere einen Hollow Carrier, darstellt, weist mehrere, insbesondere lokal begrenzte Abschnitte reduzierter Wanddicke auf. Diese lokal begrenzten Abschnitte stellen vorzugsweise punktuelle oder kreisförmige Abschnitte dar. Die Abschnitte sind in dem Hollow Carrier dazu vorgesehen, bei Zündung von in den Hollow Carrier eingebrachten Zündladungen Wandöffnungen an dem Hollow Carrier auszubilden. Aufgrund des großen Energieaufnahmevermögens der erfindungsgemäßen Stahllegierung, aus der der Hollow Carrier vorzugsweise besteht, kann beim Zünden der Zündladungen sichergestellt werden, dass der Hollow Carrier nicht zerbirst. Lediglich die Bereiche der verringerten Wandstärke werden zerstört und so die Perforation des umgebenden Gesteins ermöglicht.The tubular steel product, which is at least part of a perforation gun, in particular a hollow carrier, has a plurality of, in particular locally limited, sections of reduced wall thickness. These localized sections preferably represent punctiform or circular sections. The sections are provided in the hollow carrier for forming wall openings on the hollow carrier upon ignition of ignition charges introduced into the hollow carrier. Due to the high energy absorption capacity of the steel alloy according to the invention, of which the hollow carrier preferably consists, it can be ensured when igniting the ignition charges that the hollow carrier does not burst. Only the areas of reduced wall thickness are destroyed, thus allowing the perforation of the surrounding rock.

Das Einbringen von Abschnitten mit geringerer Wandstärke ist bei der erfindungsgemäßen Stahllegierung auf einfache Weise möglich, da bei dieser eine gute spanende Bearbeitbarkeit gegeben ist.The introduction of sections with a smaller wall thickness is possible in a simple manner in the case of the steel alloy according to the invention, since it gives a good machinability.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform stellt das Stahlrohrprodukt ein Stahlrohrprodukt für ein Kraftfahrzeug mit hohem Energieaufnahmevermögen dar.According to an alternative embodiment, the tubular steel product is a tubular steel product for a high energy consuming motor vehicle.

Das Stahlrohrprodukt kann bei dieser Ausführungsform beispielsweise eine Welle, einen Stabilisator, eine Einspritzleitung darstellen, oder in einer Einheit für den Aufprallschutz wie beispielsweise einem Airbagmodul, einem Türaufprallträger, einem Überrollbügel oder einer A-Säule verwendet werden. The tubular steel product in this embodiment may be, for example, a shaft, a stabilizer, an injection pipe, or an impact protection unit such as an air bag module, a door impact beam, a roll bar, or an A pillar.

Gemäß einer Ausführungsform bildet das Stahlrohrprodukt zumindest einen Teil eines Airbaggasdruckbehälters. Als Airbaggasdruckbehälter wird der Teil eines Airbagmoduls bezeichnet, in dem Medium, insbesondere Gas, unter erhöhtem Druck gespeichert ist oder in der ein hoher Druck des Mediums erzeugt wird. Mittels des Mediums wird der eigentliche Airbag befüllt. Bei der Ausführungsform als Airbaggasdruckbehälter weist das Stahlrohrprodukt wenigstens zwei Längenabschnitte verschiedenen Außenumfangs auf. Insbesondere kann zumindest eines der Rohrenden einen geringeren Außenumfang aufweisen. Der Außenumfang eines Längenabschnitts ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise um wenigstens 5 Prozent kleiner ist als der Außenumfang des weiteren Längenabschnitts.According to one embodiment, the steel tube product forms at least part of an airbag gas pressure vessel. As an airbag gas pressure vessel, the part of an airbag module is referred to, is stored in the medium, in particular gas, under elevated pressure or in which a high pressure of the medium is generated. By means of the medium, the actual airbag is filled. In the embodiment as an airbag gas pressure vessel, the steel tube product has at least two longitudinal sections of different outer circumference. In particular, at least one of the pipe ends can have a smaller outer circumference. The outer circumference of a longitudinal section in this embodiment is preferably at least 5 percent smaller than the outer circumference of the further longitudinal section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stahllegierung in dem Stahlrohrprodukt volumenbezogene Bestandteile von 10–40 % film- und polyederförmig ausgebildeten Restaustenit auf.According to a preferred embodiment, the steel alloy in the steel tube product has volume-related constituents of 10-40% of film and polyhedron-shaped retained austenite.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Stahlrohrprodukt zumindest in dem Bereich, in dem dieses durch die erfindungsgemäße Stahllegierung gebildet wird, eine metallische vor Korrosion schützende Beschichtung zumindest an seiner Außenfläche auf. Die metallische Korrosionsschutzschicht kann beispielsweise eine Zinkschicht sein, die durch Verzinken aufgebracht ist. Eine solche Art der Beschichtung ist bei Verwendung der erfindungsgemäßen Stahllegierung möglich, da deren Oberflächenbeschaffenheit aufgrund des möglichen geringen Siliziumgehaltes verbessert sein kann.According to a further embodiment, the steel tube product, at least in the region in which it is formed by the steel alloy according to the invention, a metallic corrosion-protective coating at least on its outer surface. The metallic corrosion protection layer may be, for example, a zinc layer that is applied by galvanizing. Such a type of coating is possible when using the steel alloy according to the invention, since their surface finish can be improved due to the possible low silicon content.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Stahlrohrprodukt für crashrelevante Strukturbauteile, Fahrwerkbauteile, Wellen oder Airbaggasdruckbehälter eines Kraftfahrzeuges verwendet.According to a further embodiment, the steel tube product is used for crash-relevant structural components, chassis components, shafts or airbag gas pressure vessel of a motor vehicle.

Erfindungsgemäß ist das Stahlrohrprodukt und insbesondere der Teil des Stahlrohrproduktes, der aus der erfindungsgemäßen Stahllegierung besteht, wärmebehandelt, insbesondere durch ein Quenching and Partitioning Wärmebehandlung behandelt.According to the invention, the steel tube product and in particular the part of the tubular steel product which is made of the steel alloy according to the invention consists, heat-treated, in particular, treated by a quenching and partitioning heat treatment.

Durch diese Wärmebehandlung kann der Restaustenit, der bei der erfindungsgemäßen Legierung in einer großen Menge gebildet wird, stabilisiert werden und so können die gewünschten Produkteigenschaften gezielt eingestellt werden.By this heat treatment, the retained austenite which is formed in a large amount in the alloy of the present invention can be stabilized, and thus the desired product properties can be tailored.

In den beiliegenden Figuren sind Ausführungsformen von Stahlrohrprodukten nach der vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt. Hierbei zeigt:In the accompanying figures, embodiments of tubular steel products according to the present invention are shown schematically. Hereby shows:

1: eine schematische Darstellung eines Stahlrohrproduktes in der Ausführungsform als Airbaggasdruckbehälter; 1 a schematic representation of a steel pipe product in the embodiment as an airbag gas pressure vessel;

2: eine schematische Darstellung eines Stahlrohrprodukts in einer Ausführungsform als Hollow Carrier einer Perforation Gun; und 2 a schematic representation of a steel tube product in an embodiment as a hollow carrier of a perforation gun; and

3: eine schematische Darstellung eines Strahlrohrproduktes in einer Ausführungsform als Stabilisator. 3 : A schematic representation of a jet pipe product in one embodiment as a stabilizer.

In 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlrohrproduktes 1 als Gasdruckbehälter, insbesondere Airbaggasdruckbehälter gezeigt. Das Stahlrohrprodukt 1 umfasst ein Rohrelement 10. In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Rohrenden 101 verjüngt beziehungsweise eingezogen. Die Verjüngung der Rohrenden 101 kann durch Kaltumformung erzeugt werden. Die Rohrenden 101 weisen in der dargestellten Ausführungsform jeweils einen Durchmesser D1 auf, der geringer ist als der Durchmesser D0 des Rohrelementes 10 in dessen mittleren Bereich 102. Die Durchmesser der Rohrenden 101 können auch verschieden sein. In der in 1 gezeigten Ausführungsform weist das Stahlrohrprodukt 1 eine Brennkammer 14 auf, in der ein Zünder 12 sowie die weiteren pyrotechnischen Komponenten vorgesehen sind. An dem einen Rohrende 101 ist die Brennkammer 14 mit einer daran angeschweißten Scheibe 17 verschlossen. An die Brennkammer 14 schließt sich der Kaltgasspeicher 15 an. Dieser ist von der Brennkammer 14 durch die Membran 11, die auch als Berstscheibe bezeichnet werden kann, getrennt. Der Kaltgasspeicher 15 liegt in dem mittleren Bereich 102 des Rohrelementes 10, das den größeren Durchmesser D0 aufweist. An den Kaltgasspeicher 15 schließt sich der Diffusor 13 an. In der 1 ist in dem Bereich des Diffusors 13 ein Füllloch 16 gezeigt. Das Rohrende 101 des Diffusors 13 ist mit einer Scheibe 17 verschweißt, das heißt durch diese verschlossen.In 1 is an embodiment of the tubular steel product according to the invention 1 shown as a gas pressure vessel, in particular airbag gas pressure vessel. The steel pipe product 1 comprises a tubular element 10 , In the in 1 illustrated embodiment, the pipe ends 101 rejuvenated or confiscated. The rejuvenation of the pipe ends 101 can be generated by cold forming. The pipe ends 101 In the illustrated embodiment, each have a diameter D 1 , which is less than the diameter D 0 of the tubular element 10 in its middle area 102 , The diameter of the pipe ends 101 can also be different. In the in 1 embodiment shown has the steel tube product 1 a combustion chamber 14 on, in which a detonator 12 and the other pyrotechnic components are provided. At the one pipe end 101 is the combustion chamber 14 with a welded-on disc 17 locked. To the combustion chamber 14 closes the cold gas storage 15 at. This is from the combustion chamber 14 through the membrane 11 , which can also be called rupture disk, separated. The cold gas storage 15 lies in the middle area 102 of the tubular element 10 having the larger diameter D 0 . To the cold gas storage 15 closes the diffuser 13 at. In the 1 is in the area of the diffuser 13 a filling hole 16 shown. The pipe end 101 of the diffuser 13 is with a disc 17 welded, that is closed by this.

In dem Kaltgasspeicher 15 kann beispielsweise ein Druck von 580 bar herrschen. In der Brennkammer 14 kann sich der Druck beim Zünden des Zünders von beispielsweise 580 bar auf 1.200 bar erhöhen. Diesem Druck kann das erfindungsgemäße Stahlrohrprodukt 1 aufgrund seiner Eigenschaften zuverlässig standhalten, ohne, dass Sprödbruch oder Ausweitung eines spröden Risses zu befürchten ist.In the cold gas storage 15 For example, a pressure of 580 bar prevail. In the combustion chamber 14 For example, the pressure on igniting the igniter may increase from, for example, 580 bar to 1,200 bar. This pressure can the steel tube product according to the invention 1 due to its properties reliably withstand, without that brittle fracture or extension of a brittle crack is to be feared.

In 2 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Stahlrohrproduktes 1 gezeigt, das eine Perforation Gun darstellt. Die Perforation Gun 1 umfasst ein Rohrelement 10, das auch als Hollow Carrier bezeichnet werden kann. Das Rohrelement 10 stellt vorzugsweise ein nahtloses Rohrelement dar. In dem Rohrelement 10 sind lokal begrenzte Bereiche 100 mit einer verringerten Wandstärke eingebracht. Die lokal begrenzten Bereiche 100 weisen jeweils eine kreisförmige Fläche auf. Die Bereiche 100 sind über die Länge des Rohrelementes 10 verteilt. In dem Rohrelement 10 ist eine Zündeinheit 18 mit Zündladungen eingebracht. Durch die Zündeinheit 18 wird das explosive Material der Zündladung gezündet und dadurch zum einen die Bereiche 100 des Rohrelementes 10 geöffnet und zum anderen das umliegende Material, beispielsweise Gestein, perforiert.In 2 is a schematic view of another embodiment of the tubular steel product 1 shown, which represents a perforation gun. The perforation gun 1 comprises a tubular element 10 , which can also be called a Hollow Carrier. The pipe element 10 preferably represents a seamless pipe element. In the pipe element 10 are local areas 100 introduced with a reduced wall thickness. The local areas 100 each have a circular surface. The areas 100 are about the length of the pipe element 10 distributed. In the pipe element 10 is an ignition unit 18 introduced with Zündladungen. Through the ignition unit 18 the explosive material of the ignition charge is ignited and thereby the areas 100 of the tubular element 10 opened and on the other the surrounding material, such as rock, perforated.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform des Stahlrohrproduktes 1 gezeigt. In dieser Ausführungsform stellt das Stahlrohrproduktes 1 einen Stabilisator dar. Der Stabilisator 1 umfasst in der dargestellten Ausführungsform ein Rohrelement 10, dessen Enden 101 an jeweils einem Anschlussbauteil 2 befestigt sind. Wie sich aus 3 ergibt, sind die Rohrenden 101 mit dem Anschlussbauteil 2 über einen Anbindungspunkt 19, beispielsweise durch eine Schweißnaht verbunden. In 3 is another embodiment of the tubular steel product 1 shown. In this embodiment, the steel tube product 1 a stabilizer. The stabilizer 1 In the illustrated embodiment, a tube element comprises 10 whose ends 101 on each of a connection component 2 are attached. As it turned out 3 results are the pipe ends 101 with the connection component 2 via a connection point 19 , For example, connected by a weld.

Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Reihe von unerwarteten Vorteilen erzielt werden. Zum einen wird erfindungsgemäß durch Zulegieren von Karbidbildnern, die nach allgemeiner Auffassung die zu erwartenden Austenitgehalte durch die erwartete Karbidbildung weiter reduzieren müssten, und einer Temperaturführung, die wider Erwartens Bainit- und Karbidbildung gezielt unterdrückt, der Austenitgehalt signifikant gesteigert. Auf den erhöhten Einsatz von Silizium, der zu schlechteren Oberflächen bei der Warmformgebung führt, kann erfindungsgemäß verzichtet werden.With the present invention a number of unexpected advantages can be achieved. On the one hand, according to the invention, the austenite content is significantly increased by alloying in carbide formers, which according to the general opinion would have to further reduce the expected austenite contents due to the expected carbide formation, and a temperature regime which intentionally suppresses bainite and carbide formation. On the increased use of silicon, which leads to poorer surfaces in the hot forming, can be omitted according to the invention.

Mit der vorliegenden Erfindung wird somit eine neue Werkstoffgruppe der hochfesten Q&P Stähle geschaffen, die sich für Rohre hervorragend einsetzen lässt. Es können insbesondere Stahlprodukte, insbesondere Rohre hergestellt werden, die eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Duktilität aufweisen. Insbesondere besitzen die erfindungsgemäßen Stahlprodukte ein höheres Energieaufnahmevermögen gegenüber konventionellen vergüteten Rohren aufweist. Aufgrund des geringeren Streckgrenzenverhältnisses der Stahllegierung wird eine bessere Verformbarkeit erzielt. Aufgrund des geringen Gehaltes oder der Abwesenheit von Silizium in der Stahllegierung wird eine bessere Oberflächenqualität des Stahlproduktes erzielt. Insbesondere ist bei der erfindungsgemäßen Stahllegierung auch nach der Warmformgebung eine Beschichtung der Oberfläche, beispielsweise ein Verzinken möglich.The present invention thus creates a new material group of high-strength Q & P steels, which can be used excellently for pipes. In particular, it is possible to produce steel products, in particular tubes, which have high strength and simultaneously high ductility. In particular, the steel products according to the invention have a higher energy absorption capacity compared to conventional tempered pipes. Due to the lower yield ratio of the steel alloy better ductility is achieved. Due to the low content or absence of silicon in the steel alloy, a better surface quality of the steel product is achieved. In particular, in the steel alloy according to the invention, a coating of the surface, for example galvanizing, is possible even after hot forming.

Schließlich sind aufgrund der geringen Anteile an Legierungselementen die Kosten für die Stahllegierung gering.Finally, due to the low content of alloying elements, the cost of the steel alloy is low.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Stahlrohrprodukt Tubular steel product
1010
Rohrelement tube element
101101
Rohrende pipe end
102102
mittlerer Bereich middle area
1111
Membran membrane
1212
Zünder fuze
1313
Diffusor diffuser
1414
Brennkammer  combustion chamber
1515
Kaltgasspeicher  Cold gas storage
1616
Füllloch fill hole
1717
Scheibe  disc
100100
Bereich geringerer Wandstärke Area of lesser wall thickness
1818
Zündeinheit  ignition unit
1919
Anbindungspunkt access point
22
Anschlussbauteil  connection component

Claims (19)

Stahllegierung mit hohem Energieaufnahmevermögen und guter Umformbarkeit, umfassend neben erschmelzungsbedingten unvermeidbaren Verunreinigungen und Eisen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent: C: 0,05–0,6% Summe aus Cr + 2·Ti + 3·(Mo + V + Nb) + 4·W = 1–7 %, wobei das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit Bestandteile von 10–40 Vol.-% Restaustenit aufweist, wobei das Energieaufnahmevermögen ausgedrückt durch das Produkt aus Zugfestigkeit (Rm) und Gleichmaßdehnung (Ag) größer als 12.000 MPa% ist und die Stahllegierung eine Mindestzugfestigkeit von 1000 MPa aufweist.High energy absorption steel alloy with good formability, comprising, in addition to melting inevitable impurities and iron, the following components in weight percent: C: 0.05-0.6% Sum of Cr + 2 · Ti + 3 · (Mo + V + Nb) + 4 · W = 1-7%, wherein the structure of the steel alloy contains, in addition to martensite, constituents of 10-40% by volume of retained austenite, the energy absorbing capacity expressed by the product of tensile strength (Rm) and uniform elongation (Ag) being greater than 12,000 MPa% and the steel alloy having a minimum tensile strength of 1000 MPa having. Stahllegierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffgehalt im Bereich zwischen 0,1–0,6% liegt und vorzugweise im Bereich zwischen 0,15–0,5% liegt.Steel alloy according to claim 1, characterized in that the carbon content is in the range between 0.1-0.6% and preferably in the range between 0.15-0.5%. Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahllegierung einen Siliziumgehalt von < 1,1% aufweist.Steel alloy according to one of claims 1 or 2, characterized in that the steel alloy has a silicon content of <1.1%. Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Chromgehalt im Bereich von 2–4%, vorzugsweise bei 3% liegtSteel alloy according to one of claims 1 to 3, characterized in that the chromium content is in the range of 2-4%, preferably 3% Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus Cr + 2·Ti + 3·(Mo + V + Nb) + 4·W = 2–6 % ist. Steel alloy according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sum of Cr + 2 · Ti + 3 · (Mo + V + Nb) + 4 · W = 2-6%. Stahllegierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit Bestandteile von 15–35 Vol.-% Restaustenit aufweist.Steel alloy according to one of claims 1 to 5, characterized in that the structure of the steel alloy in addition to martensite constituents of 15-35 vol .-% has retained austenite. Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge der Stahllegierung neben Martensit und Restaustenit höchstens 30 Vol.-% Bainit aufweist.Steel alloy according to one of claims 1 to 6, characterized in that the structure of the steel alloy in addition to martensite and retained austenite has at most 30 vol .-% bainite. Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieaufnahmevermögen ausgedrückt durch das Produkt aus Zugfestigkeit Rm und Gleichmaßdehnung Ag größer als 14.000 MPa% ist.Steel alloy according to one of claims 1 to 7, characterized in that the energy absorption capacity expressed by the product of tensile strength Rm and uniform elongation Ag is greater than 14,000 MPa%. Stahllegierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Streckgrenzenverhältnis Rp0,2/Rm ≤ 0,8 ist.Steel alloy according to one of claims 1 to 8, characterized in that the yield ratio Rp0.2 / Rm ≤ 0.8. Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Gleichmaßdehnung von ≥ 5% aufweist.Steel alloy according to one of claims 1 to 9, characterized in that it has a uniform elongation of ≥ 5%. Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahllegierung einer Wärmebehandlung, insbesondere einer Quenching and Partitioning Behandlung unterworfen wird.Steel alloy according to one of claims 1 to 10, characterized in that the steel alloy is subjected to a heat treatment, in particular a quenching and partitioning treatment. Stahlrohrprodukt mit hohem Energieaufnahmevermögen und guter Umformbarkeit, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens teilweise aus einer Stahllegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 besteht.Steel tube product with high energy absorption capacity and good formability, characterized in that it at least partially consists of a steel alloy according to one of claims 1 to 11. Stahlrohrprodukt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest einen Teil einer Perforation Gun bildet, wobei das Stahlrohrprodukt mehrere, insbesondere lokal begrenzte Abschnitte reduzierter Wanddicke aufweist. Tubular steel product according to claim 12, characterized in that it forms at least part of a perforation Gun, wherein the tubular steel product has a plurality, in particular locally limited sections of reduced wall thickness. Stahlrohrprodukt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Stahlrohrprodukt für ein Kraftfahrzeug mit hohem Energieaufnahmevermögen darstellt.Tubular steel product according to claim 12, characterized in that it is a tubular steel product for a motor vehicle with high energy absorption capacity. Stahlrohrprodukt nach Anspruch 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest einen Teil eines Airbaggasdruckbehälter mit wenigstens zwei Längenabschnitten verschiedenen Außenumfangs bildet, wobei der Außenumfang eines Längenabschnitts um wenigstens 5 Prozent kleiner ist als der Außenumfang des weiteren Längenabschnitts.Steel tube product according to claim 12 or 14, characterized in that it forms at least part of an airbag gas pressure vessel having at least two longitudinal sections of different outer circumference, wherein the outer circumference of a longitudinal section is smaller by at least 5 percent than the outer circumference of the further longitudinal section. Stahlrohrprodukt nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohrprodukt volumenbezogene Bestandteile von 10–40 % film- und polyederförmig ausgebildeten Restaustenit aufweist. Steel tube product according to one of claims 12 to 15, characterized in that the steel tube product has volume-related constituents of 10-40% of film and polyhedron-shaped retained austenite. Stahlrohrprodukt nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine metallische vor Korrosion schützende Beschichtung zumindest an seiner Außenfläche aufweist.Tubular steel product according to one of claims 12 to 16, characterized in that it has a metallic corrosion-protective coating at least on its outer surface. Stahlrohrprodukt nach einem der Ansprüche Anspruch 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohrprodukt zumindest einen Teil eines crashrelevante Strukturbauteils des Kraftahrzeuges, insbesondere Fahrwerkbauteile oder Wellen darstellt.Tubular steel product according to one of claims 13 to 17, characterized in that the tubular steel product is at least a part of a crash relevant structural component of the motor vehicle, in particular suspension components or waves. Stahlrohrprodukt nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr wärmebehandelt, insbesondere durch ein Quenching and Partitioning Wärmebehandlung, behandelt ist.Tubular steel product according to one of claims 12 to 18, characterized in that the steel tube is heat-treated, in particular by a quenching and partitioning heat treatment treated.
DE102015119839.8A 2015-11-16 2015-11-17 High energy absorbing steel alloy and tubular steel product Pending DE102015119839A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015119839.8A DE102015119839A1 (en) 2015-11-17 2015-11-17 High energy absorbing steel alloy and tubular steel product
PCT/EP2016/077878 WO2017085135A1 (en) 2015-11-16 2016-11-16 Steel alloy with high energy absorption capacity and tubular steel product
CN201680077786.4A CN108474080B (en) 2015-11-16 2016-11-16 Steel alloy and steel pipe product with high energy absorption capacity
JP2018525449A JP2018538440A (en) 2015-11-16 2016-11-16 Alloy steel and pipe products with high energy absorption capability
US15/776,679 US11384415B2 (en) 2015-11-16 2016-11-16 Steel alloy with high energy absorption capacity and tubular steel product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015119839.8A DE102015119839A1 (en) 2015-11-17 2015-11-17 High energy absorbing steel alloy and tubular steel product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015119839A1 true DE102015119839A1 (en) 2017-05-18

Family

ID=58640444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015119839.8A Pending DE102015119839A1 (en) 2015-11-16 2015-11-17 High energy absorbing steel alloy and tubular steel product

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015119839A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202343A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-27 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Method for manufacturing a component by means of hydroforming
EP4190935A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-07 Benteler Steel/Tube GmbH Perforation gun tube and perforation gun

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060137769A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho(Kobe Steel, Ltd.) High strength thin steel sheet having high hydrogen embrittlement resisting property and high workability
DE102007030207A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-02 Benteler Automobiltechnik Gmbh Use of a high-strength steel alloy for producing high-strength and good formability blasting tubes
EP2312008A1 (en) * 1997-01-29 2011-04-20 Nippon Steel Corporation High-strength steels having high impact energy absorption properties and a method for producing the same
WO2012156428A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 Thyssenkrupp Steel Europe Ag High-strength flat steel product and method for producing same
DE102012003791B3 (en) * 2012-02-25 2013-08-14 Technische Universität Bergakademie Freiberg Manufacturing high strength moldings, comprises smelting molten steel, and casting in mold, where unprocessed cast parts with predominant martensitic microstructure are subjected to a final assembly by cold forming in specific temperature
WO2014016421A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Cold-rolled flat steel product and method for the production thereof
WO2014040585A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Salzgitter Mannesmann Precision Gmbh Steel alloy for a low-alloy, high-strength steel
WO2014095082A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Voestalpine Stahl Gmbh Method for heat-treating a manganese steel product and manganese steel product

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2312008A1 (en) * 1997-01-29 2011-04-20 Nippon Steel Corporation High-strength steels having high impact energy absorption properties and a method for producing the same
US20060137769A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho(Kobe Steel, Ltd.) High strength thin steel sheet having high hydrogen embrittlement resisting property and high workability
DE102007030207A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-02 Benteler Automobiltechnik Gmbh Use of a high-strength steel alloy for producing high-strength and good formability blasting tubes
WO2012156428A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 Thyssenkrupp Steel Europe Ag High-strength flat steel product and method for producing same
DE102012003791B3 (en) * 2012-02-25 2013-08-14 Technische Universität Bergakademie Freiberg Manufacturing high strength moldings, comprises smelting molten steel, and casting in mold, where unprocessed cast parts with predominant martensitic microstructure are subjected to a final assembly by cold forming in specific temperature
WO2014016421A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Cold-rolled flat steel product and method for the production thereof
WO2014040585A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Salzgitter Mannesmann Precision Gmbh Steel alloy for a low-alloy, high-strength steel
WO2014095082A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Voestalpine Stahl Gmbh Method for heat-treating a manganese steel product and manganese steel product

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202343A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-27 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Method for manufacturing a component by means of hydroforming
EP4190935A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-07 Benteler Steel/Tube GmbH Perforation gun tube and perforation gun

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3340031C2 (en) Armored sheet metal and process for its manufacture
DE102007023306A1 (en) Use of a steel alloy for jacket pipes for perforation of borehole casings and jacket pipe
DE112008000562T5 (en) Steel plate with low hot crack susceptibility and a yield strength of 800 MPa and process for their preparation
EP2809819A2 (en) Ultrahigh-strength multiphase steel having improved properties during production and processing
EP3625046A1 (en) Three-layer high-strength steel or ballistic steel, method for producing a component, and use thereof
EP3625047A1 (en) Safety steel or wear-resistant steel, and use
WO2017085135A1 (en) Steel alloy with high energy absorption capacity and tubular steel product
EP2009120B1 (en) Use of an extremely resistant steel alloy for producing steel pipes with high resistance and good plasticity
DE3041565A1 (en) HIGH-HEAT-RESISTANT, HOT-DEFORMABLE STEEL
EP3329026B1 (en) Method for the manufacturing of hydroformed tubes of high-alloyed steel
DE69527639T2 (en) FERRITIC HEAT-RESISTANT STEEL WITH EXCELLENT STRENGTH AT HIGH TEMPERATURES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE102015119839A1 (en) High energy absorbing steel alloy and tubular steel product
EP2414552B1 (en) Ball pins made of bainitic steels for passenger car and light commercial vehicle
WO2019180087A1 (en) Pipe element for gas pressure vessel, and gas pressure vessel
DE3522115A1 (en) HEAT-RESISTANT 12 CR STEEL AND TURBINE PARTS MADE OF IT
DE3733481C2 (en)
EP3853389A1 (en) Steel for surface hardening with high edge hardness and with a fine ductile core structure
KR20230048001A (en) Method for manufacturing high-strength steel tubing from steel compositions and their constituents
EP2255021B1 (en) Steel alloy for a low alloy steel for producing high-tensile seamless steel tubing
DE112017006053T5 (en) HIGH-TEN AND HIGH-TIMING TUBE FOR A PERFORIER PISTOL AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
EP4190935A1 (en) Perforation gun tube and perforation gun
EP3728656B1 (en) Method for producing metallic components having adapted component properties
DE102019135596A1 (en) Tubular product, namely gas generator tube for airbag module, and method for producing the tubular product
DE102020103831A1 (en) Method for producing a steel component and a steel component
EP4274914A1 (en) Method for producing a rolling bearing component

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: DF-MP DOERRIES FRANK-MOLNIA & POHLMAN PATENTAN, DE