Innovative Stahlsorten für den automobilen Leichtbau

Der Einsatz von höchstfesten Dualphasen- und Complexphasen-Stählen mit Mindestzugfestigkeiten bis 1180 MPa ermöglichte in den letzten Jahren in der Automobilindustrie eine Gewichtsreduktionen bei gleichzeitiger Verbesserung der Crashperformance. Der österreichische Stahlhersteller voestalpine konzentriert seine Forschungsaktivitäten besonders stark auf das Kompetenzfeld ultralights und hat ahss high-ductility Stähle entwickelt.

ahss high-ductility steht für „Advanced High Strength Steels high-ductility", also höchstfeste, kaltgewalzte Stähle die hohe Festigkeit und außergewöhnliche Umformbarkeit in einem bieten. Sie sind eine innovative Weiterentwicklung der klassischen AHSS-Stähle, also Dualphasen-, Complexphasen- und TRIP-Stähle mit Mindestzugfestigkeiten bis 1000 MPa. Diese Stähle zeigen voestalpine zufolge eine bisher unerreichte Balance zwischen Festigkeit, Umformbarkeit und Schweißbarkeit sowie ein ausgezeichnetes Crashverhalten.

Korrosionsbeständig werden diese Stahlsorten durch bewährte Beschichtungen. Feuerverzinkt, elektrolytisch verzinkt, galvannealed und Zink-Magnesium-beschichtet sind die im Automobilbau bewährten Beschichtungsvarianten. voestalpine ist nach eigenen Angaben in der Lage das breiteste Spektrum im Festigkeitsbereich (800 bis 1200 MPa) sowie unterschiedlichste Beschichtungsvarianten  anzubieten.

Modifiziertes Gefügedesign

Erreichen lassen sich diese Eigenschaften auf Basis eines im Vergleich zu „klassischen AHSS-Stählen" modifizierten Gefügedesigns. Wesentlich ist dabei der Einsatz von zunehmenden Bainitanteilen als Matrixgefüge bzw. bei höchstfesten Stählen auch der teilweise Einsatz von angelassenem Martensit. Für die außergewöhnlichen Eigenschaften ist die Unterdrückung der Ausscheidung von Eisenkarbiden sowohl bei der Bainitbildung, wie auch beim Anlassen des Martensit durch ein entsprechendes Legierungsdesign und eine komplexe Temperaturführung wesentlich.

Auf Grund der Anforderungen deutscher Premiumhersteller in der Automobilbranche entwickelte voestalpine diese Werkstoffe für die Dualphasen high-ductility Reihe mit Mindestzugfestigkeiten von 590 bis 1180 MPa und für die Complexphasen high-ductility Reihe mit Mindestzugfestigkeiten von 980 bis 1180 MPa. Der Stahlhersteller investierte insgesamt rund 850 Mio. Euro am Stammsitz in Linz zur Vorbereitung auf die ahss-Produktion.

Erste Zulassungen bei Premiumherstellern

Die mechanischen Eigenschaften der ahss high-ductility Stähle konnten laut voestalpine bereits an Musterbauteilen und im Zuge diverser Probeverpressungen bestätigt werden. Auf Basis dieser Ergebnisse wurde bei mehreren Automobilherstellern für unterschiedliche Werkstoffe aus der „high-ductility"- Reihe ein Zulassungsprozess gestartet. Mittlerweile liegen bereits entsprechende Freigaben vor. Mit zwei Stahlsorten erfolgt derzeit der Serieneinstieg bei OEMs.

"Wir haben ahss high-ductility Stähle für alle Anforderungen entwickelt. Als einziger europäischer Stahllieferant können wir hier eine Bandbreite von Festigkeiten  mit verschiedensten Beschichtungsvarianten anbieten, die so niemand beherrscht", so Wolfgang Mitterdorfer, Vertriebsvorstand der voestalpine Steel Division.

Quelle: voestalpine Stahl GmbH  Bildtext: fertiges Pressteil (Foto: voestalpine)