Werkstoffentwicklung von DP-Stählen mit verbesserter Umformbarkeit

Ziel dieser Arbeit war die Erhöhung der Umformbarkeit und die Verbesserung der Kantenrissempfindlichkeit von Dualphasen-Stählen im Festigkeitsbereich eines DP600. Dazu wurden zwei Legierungskonzepte verfolgt. Bei beiden Konzepten sollte zur Verbesserung der Kantenrissempfindlichkeit die Härtedifferenz zwischen Martensit und der ferritischen Matrix durch eine Reduzierung des Kohlenstoffgehalts von 0,15 % auf 0,10 % gesenkt werden. Im ersten Legierungskonzept wurde versucht, über Bor und die Mikrolegierungselemente Niob und Titan eine möglichst feine und homogene Matrix einzustellen, um so den Festigkeitsverlust durch den reduzierten Kohlenstoffgehalt zu kompensieren. Im zweiten Legierungskonzept sollte die mischkristallverfestigende Wirkung von Silizium zu dieser Kompensation führen. Die beiden Legierungskonzepte wurden einmal als feuerverzinktes Kaltband produziert und einmal ohne den Prozessschritt des Kaltwalzens als feuerverzinktes Warmband. Beide Konzepte konnten in mechanischen Prüfungen und Gefügeuntersuchungen ihre Wirksamkeit bestätigen. Im quasistatischen Zugversuch ergaben sich für die modifizierten Stähle eine deutliche Verbesserung der Gleichmaß- und Bruchdehnung, die unter anderem auf einen gewissen Gehalt an Restaustenit zurückzuführen war. Im Nakajima-Versuch erreichte der borlegierte, kaltgewalzte Stahl die höchste Umformbarkeit. Hier hatte die Feinheit und Homogenität des Gefüges einen signifikanteren Einfluss als im Zugversuch. Metallographische Aufnahmen mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie bekräftigten die kornfeinende Wirksamkeit der Mikrolegierung Bor, Niob und Titan. Über die Nanoindentierung wurde eine höhere Ferrithärte des siliziumlegierten Stahls ermittelt. Dabei bestätigte sich die mischkristallverfestigende Wirkung.