Die Erfindung betrifft ein Stahlband aus einem hochfesten Mehrphasenstahl, welches eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa in Längsrichtung aufweist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes aus einem hochfesten Mehrphasenstahl, welches eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa aufweist.

Mehrphasenstähle haben durch ihr Mehrphasengefüge eine exzellente Kombination aus Festigkeit, Verformbarkeit und Duktilität. Insbesondere Phasenanteile über 30 Volumen-% von Martensit und/oder Bainit sind ein essenzieller Mikrostrukturbestandteil, um hohe Zugfestigkeiten (z.B. > 600 MPa) zu erreichen. Mit steigendem Anteil z.B. von 50 oder 70 Volumen-% sind, je nach chemischer Zusammensetzung auch Festigkeitsklassen bis über 980 MPa möglich. Insbesondere bei Glühbehandlungen mit langsamen Abkühlraten und/oder einem groben Gefüge, resultierend durch eine Glühbehandlung bei hohen Glühtemperaturen, muss der Anteil an harten Phasenbestandteilen (Martensit oder Bainit ggf. auch angelassen) höher sein, um eine höhere Festigkeit zu erreichen. Damit ein niedriglegierter Stahl ausreichende Phasenanteile von Bainit und Martensit bilden kann sind eine Glühbehandlung deutlich oberhalb der für Stahl charakteristischen Umwandlungstemperatur Ai mit einer anschließenden ausreichend hohen Abkühlraten notwendig. Zur großtechnischen Herstellung von niedriglegierten Mehrphasenstählen sind kontinuierliche Glühanlagen wie sogenannte „Kontiglühen“ oder Feuerverzinkungslinien notwendig, bei denen die Abkühlraten deutlich über 1 K/s liegen, das Stahlband also innerhalb von Sekunden oder Minuten von Temperaturen oberhalb der Ai-Temperatur auf Raumtemperatur abgekühlt wird.

Als Stahlband wird nachfolgend ein warm- oder kaltgewalztes und geglühtes Stahlband verstanden. Übliche Dicken eines warmgewalzten Stahlbandes, auch als Warmband bezeichnet, liegen zwischen 1,8 mm und 18 mm. Kaltgewalzte, geglühte Stahlbänder werden als Kaltband oder als Feinblech bezeichnet und weisen üblicherweise Dicken im Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm auf, wobei die Banddicke auch durch eine gezielte Prozessierung auch innerhalb eines Kaltbandes oder Feinblechs gezielt unterschiedlich flexibel eingestellt werden kann. Neben der großtechnischen Wärmebehandlung per kontinuierlichem Glühen in einem kontinuierlichen Durchlaufglühofen werden Bandbleche im industriellen Maßstab auch als aufgewickeltes Band in Öfen wie z. B. sogenannten Haubenglühanlagen „als Ganzes“ wärmebehandelt. Haubenglühbehandlungen von niedriglegierten Bandblechen erfolgen entweder als Erholungsglühen oder Rekristallisations-/Weichglühen. Bei der Erholungsglühung wird ein in der Regel kaltverformtes Bandblech bei Temperaturen unterhalb 700 °C geglüht, um bei dem durch das Glühen entstehenden Stahlband eine hohe Zugfestigkeit bei einer zeitgleich hohen Streckgrenze und einer geringen Duktilität einzustellen. Üblicherweise weist ein erholungsgeglühter Stahl eine ausgeprägte Streckgrenze, eine moderate Duktilität und ein hohes Streckgrenzen- /Zugfestigkeitsverhältnis > 0,8 auf, was für die Weiterverarbeitung des Stahlbandes kritisch sein kann. Der werkstoffkundliche Mechanismus des Erholens, der für die technologischen Kennwerte nach der Haubenglühbehandlung ursächlich ist, ist bei der Glühbehandlung sehr stark abhängig von der Glühtemperatur, der Glühdauer und dem vorherigen Kaltverformen (z.B. Kaltwalzgrad) des Bandbleches. Bei dem Weich- /Rekristallisationsglühen wird das Band bei Temperaturen um die Ai Umwandlungstemperatur für mehrere Stunden bis Tage geglüht. Die Zugfestigkeit nach der zuvor beschriebenen Glühbehandlung liegt bei Festigkeiten unter 600 MPa und ist verglichen mit der Festigkeit vor der Glühbehandlung signifikant geringer. Die Duktilität nimmt jedoch durch eine Rekristallisationsglühung im Vergleich zu dem ungeglühten und kaltgewalzten Material deutlich zu.

Der heiß umkämpfte Automobilmarkt zwingt die Hersteller dazu, stetig Lösungen zur Senkung des Flottenkraftstoffverbrauches und CÖ2-Abgasausstoßes unter Beibehaltung eines größtmöglichen Komforts und Insassenschutzes zu finden. Dabei spielt einerseits die Gewichtsersparnis aller Fahrzeugkomponenten eine entscheidende Rolle, andererseits aber auch ein möglichst günstiges Verhalten der einzelnen Bauteile bei hoher statischer und dynamischer Beanspruchung im Betrieb wie auch im Crashfall. Die Stahlhersteller tragen durch die Bereitstellung von hochfesten Stählen zur Lösung dieser Aufgabe bei. Darüber hinaus kann durch die Bereitstellung hochfester Stähle mit geringerer Blechdicke das Gewicht der Fahrzeugkomponenten bei gleichem und eventuell sogar verbessertem Bauteilverhalten reduziert werden.

Diese neu entwickelten Mehrphasenstähle müssen neben der geforderten Gewichtsreduzierung den hohen Materialanforderungen bezüglich Dehngrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung genügen. Mehrphasenstähle sind zum Beispiel aus den Offenlegungsschriften DE 102017 131 247 A1, DE 102017 130237 A1 und DE 102015 111 177 A1 bekannt. Die dort offenbarten Werkstoffeigenschaften resultieren durch einen hohen Phasenanteil an Bainit und/oder Martensit, die ausreichend schnelle Abkühlbedingungen benötigen. Ein großtechnisches Prozessieren von derartigen Mehrphasenstählen erfolgt dabei mit kontinuierlichen Glühanlagen.

Es ist Aufgabe der Erfindung alternative Maßnahmen zur Bereitstellung von Stahlbändern aus hochfestem Mehrphasenstahl anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Stahlband mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Stahlband aus einem hochfesten Mehrphasenstahl, welches eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa in Längsrichtung aufweist, wobei der Mehrphasenstahl aus den folgenden Elementen in Gewichts-%:

C > 0,08 bis < 0,23,

Mn > 1,5 bis < 3,5,

Si + AI > 0,25 bis < 2,

N > 0,0020 bis < 0,0160,

P < 0,05,

S < 0,01,

Cu < 0,20, und optional einem oder mehreren der folgenden Elemente:

Ca > 0,0005 bis < 0,0060,

Cr > 0,05 bis < 1,0,

Mo > 0,05 bis < 1,0,

Ni > 0,05 bis < 0,50,

Nb > 0,005 bis < 0,15,

Ti > 0,005 bis < 0,15,

V > 0,001 bis < 0,30 und

B > 0,0005 bis < 0,0050,

Rest Eisen, einschließlich üblicher stahlbegleitender erschmelzungsbedingter Verunreinigungen besteht, und ein Kohlenstoffäquivalent CEV aufweist, welches größer als 0,49 und kleiner als 0,9 ist, wobei sich das Kohlenstoffäquivalent CEV entsprechend der Formel

CEV = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/5 aus den Gehalten der entsprechenden Elemente in Gewichts-% (also den Massenanteilen dieser Elemente) ergibt und wobei das Verhältnis aus dem Kohlenstoffäquivalent CEV und der Summe der Gehalte von Si und AI in Gewichts-% kleiner als 2,3 ist (CEV/ (Si+Al)

< 2,3), wobei der Mehrphasenstahl ein Gefüge aufweist, bei dem die Summe der Volumenanteile der Gefügebestandteile Martensit, angelassener Martensit, Restaustenit, oberer Bainit und/oder unterer Bainit mindestens 30 Volumen-% beträgt, und das Restgefüge aus Ferrit und Perlit besteht. Ein derartiges Stahlband lässt sich aus einem gewalzten Bandblech aus Stahl entsprechender Zusammensetzung durch Wärmebehandlung dieses - insbesondere zu einem Coil aufgerollten - Bandbleches „als Ganzes“ mittels des im weiteren Verlauf beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Stahlbandes hersteilen. Besagte Wärmebehandlung wird auch als „Glühen“ bezeichnet und kann beispielsweise durch die eingangs erwähnte Haubenglühanlage erfolgen.

Durch die Erfindung ist es also möglich ein Stahlband bereitzustellen, welches eine hohe Zugfestigkeit > 780 MPa, insbesondere bei einer guten Duktilität Aso > 5% und einem geringen Dehngrenzenverhältnis R _p o _, 2/Rm < 0,8, aufweist und bei dem diese technologischen Kennwerte nach der Wärmebehandlung nicht wesentlich durch die Mikrostruktur oder durch eine Kaltverformung vor der Wärmebehandlung beeinflusst werden. Mit anderen Worten ist also insbesondere vorgesehen, dass das Verhältnis aus Dehngrenze zu Zugfestigkeit R _p o _, 2/Rm unter 0,8 liegt und die Bruchdehnung Aso > 5 % ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehalt in Gewichts-% des Elements C zwischen 0,09 und 0,2 ist und/oder der Gehalt in Gewichts-% des Elementes Mo kleiner als 0,4 ist.

Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehalt in Gewichts-% des Elements Mn zwischen 1,8 und 2,5 ist und/oder dass der Gehalt in Gewichts-% der Summe der Elemente Si + AI zwischen 0,25 und 1 ist.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kohlenstoffäquivalent CEV kleiner als 0,7 ist. Ein derartiger Stahl lässt sich besonders gut bearbeiten. Gemäß noch einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Volumenanteil der gemeinsamen Gefügebestandteile Martensit, angelassener Martensit, Restaustenit, oberer Bainit und/oder unterer Bainit bei dem Gefüge des Mehrphasenstahls mindestens 50 Volumen-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Volumen-%, beträgt, und das Restgefüge aus Ferrit und Perlit besteht.

Das Stahlband weist insbesondere eine konstante Dicke auf, wobei der Begriff „konstante Dicke“ im Sinne der üblichen Normtoleranz (z.B. entsprechend EN 10051) zu verstehen ist. Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Stahlband eine in Längserstreckung gezielt unterschiedliche Dicke aufweist. Dabei liegt das Verhältnis zwischen Maximaldicke und Minimaldicke insbesondere zwischen 1,16 und 3. Dieses Verhältnis liegt für Band- Nenndicken von 2,0 mm oder mehr außerhalb der üblichen Normtoleranz. Ein solches Stahlband mit in Längserstreckung gezielt unterschiedlicher Dicke ist insbesondere ein flexibel gewalztes Stahlband für sogenannte „Tailor Rolled Blanks“. Das flexibel gewalzte Stahlband wird vor der Wärmebehandlung als Bandblech flexibel gewalzt, wobei die Walzen durch Auf- und Abfahren unterschiedliche Blechdicken erzeugen. Vorteil ist der homogene Übergang zwischen unterschiedlichen Dicken.

Gemäß noch einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stahlband insbesondere eine Dicke zwischen 4 mm und 18 mm aufweist, was bei einer industriellen Herstellung in Durchlaufglühöfen nicht ohne weiteres möglich ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes aus einem hochfesten Mehrphasenstahl, insbesondere eines vorstehend genannten Stahlbandes, welches eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa in Längsrichtung aufweist, wobei ein gewalztes Bandblech aus Stahl bestehend aus den Elementen in Gewichts-%:

C > 0,08 bis < 0,23,

Mn > 1,5 bis < 3,5,

Si + AI > 0,25 bis < 2,

N > 0,0020 bis < 0,0160,

P < 0,05,

S < 0,01,

Cu < 0,20, optional einem oder mehreren der folgenden Elemente:

Ca > 0,0005 bis < 0,0060,

Cr > 0,05 bis < 1,0,

Mo > 0,05 bis < 1,0,

Ni > 0,05 bis < 0,50,

Nb > 0,005 bis < 0,15,

Ti > 0,005 bis < 0,15,

V > 0,001 bis < 0,30 und

B > 0,0005 bis < 0,0050

Rest Eisen, einschließlich üblicher stahlbegleitender erschmelzungsbedingter Verunreinigungen, und aufweisend ein Kohlenstoffäquivalent CEV, welches größer als 0,49 und kleiner als 0,9, bevorzugt größer als 0,49 und kleiner als 0,75, ist, wobei sich das Kohlenstoffäquivalent CEV entsprechend folgender Formel CEV = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/5 aus den Gehalten der entsprechenden Elemente in Gewichts-% ergibt und wobei das Verhältnis aus dem Kohlenstoffäquivalent CEV und der Summe der Gehalte von Si und AI in Gewichts-% kleiner als 2,3 ist, als - insbesondere zu einem Coil aufgerolltes - Ganzes, derart wärmebehandelt wird, dass es eine Temperatur oberhalb von 750 °C annimmt und nach dieser Wärmebehandlung auf eine Temperatur unterhalb von 200 °C abgekühlt wird, wobei das Abkühlen zwischen 750 °C und 200 °C mit einer mittleren Abkühlgeschwindigkeit größer 1 K/h und kleiner 300 K/h erfolgt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes ist man bei der großtechnischen Herstellung nicht auf eine kontinuierliche Durchlaufglühe angewiesen und das finale Produkt Stahlband weist dennoch eine hohe Zugfestigkeit > 780 MPa, bei einer guten Duktilität Aso> 5% und einem geringen Dehngrenzenverhältnis R o _, 2/Rm < 0,8 auf und die technologischen Kennwerte nach der Wärmebehandlung werden nicht wesentlich durch die Mikrostruktur, oder der Kaltverformung vor der Wärmebehandlung beeinflusst.

Großtechnisch könnte das Verfahren z. B. mit einer Haubenglühanlage umgesetzt werden. Dies ist bei niedriglegierten Stählen werkstoffkundlich nur durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren möglich, da das Verfahren gezielte Phasenumwandlungen während der Wärmebehandlung beinhaltet. Hierfür ist es zwingend notwendig, ähnlich wie bei einer Wärmebehandlung beim Durchlaufglühen, in einem Temperaturbereich oberhalb der Ai Temperatur zu glühen, wobei die Temperatur aber nicht zwingend oberhalb der A ₃ Temperatur liegen muss. Die notwendigen Glühtemperaturen können je nach chemischer Zusammensetzung des Stahlbandes variieren.

Das entsprechende Produkt ist ein warmgewalztes und/oder kaltgewalztes Stahlband mit einem Mehrphasengefüge und den zugehörigen charakteristischen technologischen Eigenschaften zuvor genannter Mehrphasenstähle.

Die für Mehrphasenstähle charakteristischen Phasenbestandteile Bainit und/oder Martensit bilden sich aus austenitischen Phasenanteilen beim Abkühlen eines Stahls von Temperaturen oberhalb der Ai Temperatur. Damit der Austenit nicht in die Phasen Ferrit und/oder Perlit umwandelt, ist eine ausreichende Durchhärtbarkeit des Werkstoffs entsprechend der technisch möglichen Abkühlgeschwindigkeit notwendig. Die Durchhärtbarkeit eines Stahls ist abhängig von der chemischen Zusammensetzung und kann näherungsweise durch das folgende Kohlenstoffäquivalent CEV beschrieben werden:

CEV = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/5

Ein zu hoher Anteil an Legierungselementen wie Mangan (Mn), Chrom (Cr), Kohlenstoff (C), Vanadium (V), Molybdän (Mo), Kupfer (Cu) und/oder Nickel (Ni) ist jedoch für die vorherigen Prozessschritte wie Stranggießen, Warmwalzen oder Kaltwalzen und die folgenden Fügeoperationen wie Schweißen nicht tolerierbar. Bei Stählen mit geringeren Anteilen an Legierungselementen ist vorzugsweise eine geringe Glühtemperatur zu wählen, um die Legierungselemente in dem Austenit lokal anzureichern und somit im Austenit lokal eine bessere Durchhärtbarkeit zu erreichen. Aus den vorgenannten Gründen ist das CEV auf 0,49 bis maximal 0,9, vorzugsweise bis 0,75, vorzugsweise auf maximal 0,7 beschränkt. Aus Kostengründen sollte der Anteil an Legierungselementen und somit auch das CEV geringgehalten werden. Aus dem zuvor genannten Grund sollte die mittlere Abkühlrate empfehlenswerter Weise in dem kritischen Temperaturbereich von 750 °C bis 200 °C zwischen 1 K/h und 300 K/h liegen.

Die festigkeitsbringenden Mikrostrukturbestandteile der Mehrphasenstähle, wie Bainit und/oder Martensit, bilden sich aus den austenitischen Phasenanteilen beim Abkühlen bei Temperaturen unterhalb von 570 °C. Bei Temperaturen oberhalb von Raumtemperatur, insbesondere oberhalb von 200 °C, werden die lokalen hohen Festigkeiten der Phasen Martensit und Bainit durch ein sogenanntes Anlassen oder Selbstanlassen abgebaut. Bei diesem werkstoffkundlichen Mechanismus führen insbesondere die Ausscheidung von zwangsgelöstem Kohlenstoff zu Carbiden und der Abbau von umwandlungsbedingten Spannungen zu einem Festigkeitsabbau der harten Phasen Bainit und Martensit und somit auch zu einem Festigkeitsabfall des geglühten Stahlbandes. Dieser Anlassmechanismus ist thermisch aktiviert. Der Festigkeitsabfall durch das Anlassen/Selbstanlassen nimmt demensprechend bei längeren Verweilzeiten bei höheren Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 200 °C zu. Um den Festigkeitsabfall minimal zu halten, ist es zwingend erforderlich nach Bildung der harten Phasen beschleunigt auf Temperaturen unterhalb von 200 °C abzukühlen und mit Legierungskonzepten den Anlassmechanismen entgegenzuwirken.

Insbesondere die Elemente Si und AI sind hilfreich, um die Kinetik der Carbidbildung zu verzögern und die harten Phasen somit zu stabilisieren. Das Absenken der Umwandlungstemperaturen von Bainit und Martensit führt bei einer gleichen Prozessführung auch zu weniger Anlasseffekten. Die in dem CEV beschriebenen Elemente bewirken ebenfalls ein für die Erfindung positives Absenken der Umwandlungstemperaturen von Bainit und insbesondere Martensit. Hohe Anteile von Cr oder Mn können allerdings auch während der Glühbehandlung zur Bildung von zusätzlichen Carbiden führen, die ebenfalls zu einer geringeren Maximalfestigkeit führen können. Aus den vorhergenannten Gründen ist es notwendig den Summengehalt der Legierungselemente Si und AI größer als 0,25 Gewichts-% zu beschränken und ebenfalls das Verhältnis des CEV zu dem zuvor genannten Summengehalt von Si und AI auf einen Maximalwert von 2,3 zu beschränken.

Damit sich ausreichende Anteile an Austenit während der Glühbehandlung bilden, sind Temperaturen oberhalb von 750 °C, bevorzugt oberhalb von 780 °C, noch bevorzugter oberhalb von 790 °C, einzuhalten. Zu hohe Glühtemperaturen führen allerdings zu einem unerwünschten Kornwachstum, sodass die maximale Glühtemperatur bevorzugterweise nicht oberhalb von 70 °C + A _r 3 Temperatur liegt. Die A _r 3 Temperatur ist abhängig von der chemischen Zusammensetzung und kann mit folgender Formel abgeschätzt werden

Ar ₃ = 910 - 203 c - 30 Mn + 44,7 Si - 11 Cr + 31,5 Mo - 15,2 Ni

Dementsprechend ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Bandblech bei der Wärmebehandlung mit einer mittleren Aufheizrate zwischen 1 K/h und 300 K/h von 100°C auf eine Temperatur von 750°C erwärmt wird, und bei dem das Bandblech für mindestens 1 h in dem Temperaturbereich von 750°C bis Ar3 + 70 °C verweilt, wobei der Zahlenwert der Temperatur Ar3 mittels vorstehend genannter Formel aus den Gehalten der entsprechenden Elemente in Gewichts-% berechnet wird.

Zur Energieersparnis und hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit von Ofenausmauerungen ist es empfehlenswert die Temperaturen auf maximal 900 °C bzw. noch empfehlenswerter auf 850 °C zu beschränken. Dementsprechend erreicht das Bandblech aus Stahl bei der Wärmebehandlung bevorzugt eine Maximaltemperatur von mindestens 780 °C und höchstens 900 °C, bevorzugt von mindestens 790 °C und höchstens 850 °C.

Um eine homogene Durchwärmung des aufgewickelten Stahlbandes sicherzustellen, ist bevorzugt eine Durchwärmung von mindestens 1 Stunde vorgesehen. Längere Haltezeiten sind für eine homogenere Durchwärmung förderlich, allerdings durch ein damit einhergehendem Kornwachstum, was wiederum einen Festigkeitsabfall bewirkt, nicht empfehlenswert.

Durch die Prozessierung eines aufgewickelten Stahlbandes beispielsweise in einem Haubenglühofen sind deutlich geringe Aufheizgeschwindigkeiten als in einer Durchlaufglühe technisch realisierbar. Empfehlenswert ist es aber dennoch den gesamten Glühzyklus bei höchstmöglichen Aufheizraten aufzuheizen, um unerwünschte thermodynamisch stabile Ausscheidungen sowie beim Aufheizen ein unerwünschtes Kornwachstum zu vermeiden. Ein zu schnelles Aufheizen ist wiederrum für eine gleichmäßige Durchwärmung des Stahlbandes hinderlich, sodass empfehlenswerter Weise die mittleren Aufheizraten in dem kritischen Temperaturbereich von 100 °C bis zum Erreichen der Minimalglühtemperatur von 750 °C zwischen 1 K/h und 300 K/h liegen sollten.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Stahlband nach dem Abkühlen mit einer Oberflächenbeschichtung in Form einer metallischen Beschichtung, organischen Beschichtung oder Lackierung versehen wird.

Das für die Wärmebehandlung bereitgestellte Bandblech weist insbesondere eine konstante Dicke auf, wobei der Begriff „konstante Dicke“ im Sinne der üblichen Normtoleranz (z.B. entsprechend EN 10051) zu verstehen ist. Alternativ weist das für die Wärmebehandlung bereitgestellte Bandblech mit Vorteil in Längserstreckung gezielt unterschiedliche Dicken auf, wobei das Verhältnis zwischen Maximaldicke und Minimaldicke insbesondere zwischen 1,16 und 3 liegt. Dieses Verhältnis liegt für Band- Nenndicken von 2,0 mm oder mehr außerhalb der üblichen Normtoleranz. Ein solches Bandblech mit in Längserstreckung gezielt unterschiedlicher Dicke ist insbesondere ein flexibel gewalztes Bandblech für sogenannte „Tailor Rolled Blanks“. Das flexibel gewalzte Bandblech wird vor der Wärmebehandlung erneut gewalzt, wobei die Walzen durch Auf- und Abfahren unterschiedliche Blechdicken erzeugen. Vorteil ist der homogene Übergang zwischen unterschiedlichen Dicken. Das resultierende Stahlband ist dann ein flexibel gewalztes Stahlband aus einem hochfesten Mehrphasenstahl.

Nachfolgend wird die Wirkung der Elemente in dem erfindungsgemäßen Stahlband mit einem Mehrphasengefüge näher beschrieben. Die Mehrphasenstähle sind typischerweise chemisch so aufgebaut, dass Legierungselemente mit und auch ohne Mikrolegierungselementen kombiniert werden. Begleitelemente sind unvermeidlich und werden im Analysenkonzept hinsichtlich ihrer Wirkung, wenn notwendig berücksichtigt.

Begleitelemente sind Elemente, die bereits im Eisenerz vorhanden sind bzw. herstellungsbedingt in den Stahl gelangen. Aufgrund ihrer überwiegend negativen Einflüsse sind sie in der Regel unerwünscht. Es wird versucht, sie bis zu einem tolerierbaren Gehalt zu entfernen bzw. in unschädlichere Formen zu überführen.

Wasserstoff (H) kann als einziges Element, ohne Gitterverspannungen zu erzeugen, durch das Eisengitter diffundieren. Dies führt dazu, dass der Wasserstoff im Eisengitter relativ beweglich ist und während der Fertigung verhältnismäßig leicht aufgenommen werden kann. Wasserstoff kann dabei nur in atomarer (ionischer) Form ins Eisengitter aufgenommen werden. Wasserstoff wirkt stark versprödend und diffundiert bevorzugt zu energetisch günstigen Stellen (Fehlstellen, Korngrenzen etc.). Dabei fungieren Fehlstellen als Wasserstofffallen und können die Verweildauer des Wasserstoffes im Werkstoff erheblich erhöhen. Durch eine Rekombination zu molekularem Wasserstoff können Kaltrisse entstehen. Dieses Verhalten tritt bei der Wasserstoffversprödung oder bei wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion auf. Auch beim verzögerten Riss, dem sogenannten Delayed-Fracture, der ohne äußere Spannungen auftritt, wird Wasserstoff oft als Grund genannt. Daher sollte der Wasserstoffgehalt im Stahl so gering wie möglich sein. Sauerstoff (O): Im schmelzflüssigen Zustand hat der Stahl eine verhältnismäßig große Aufnahmefähigkeit für Gase, bei Raumtemperatur ist Sauerstoff jedoch nur in sehr geringen Mengen löslich. Analog zum Wasserstoff kann Sauerstoff nur in atomarer Form in den Werkstoff diffundieren. Wegen der stark versprödenden Wirkung sowie der negativen Auswirkungen auf die Alterungsbeständigkeit wird während der Herstellung so weit wie möglich versucht, den Sauerstoffgehalt zu reduzieren. Zur Verringerung des Sauerstoffs existieren zum einen verfahrenstechnische Ansätze wie eine Vakuumbehandlung und zum anderen analytische Ansätze. Durch Zugabe von bestimmten Legierungselementen kann der Sauerstoff in ungefährlichere Zustände überführt werden. So ist ein Abbinden des Sauerstoffes über Mangan, Silizium und/oder Aluminium in der Regel üblich. Die dadurch entstehenden Oxide können jedoch als Fehlstellen im Werkstoff negative Eigenschaften hervorrufen. Bei einer feinen Ausscheidung, speziell von Aluminiumoxiden, kann hingegen auch eine Kornfeinung erfolgen. Aus vorgenannten Gründen sollte deshalb der Sauerstoffgehalt im Stahl so gering wie möglich sein.

Stickstoff (N) ist ebenfalls ein Begleitelement aus der Stahlherstellung. Stähle mit freiem Stickstoff neigen zu einem starken Alterungseffekt. Der Stickstoff diffundiert schon bei geringen Temperaturen an Versetzungen und blockiert diese. Er bewirkt damit einen Festigkeitsanstieg verbunden mit einem rapiden Zähigkeitsverlust. Ein Abbinden des Stickstoffes in Form von Nitriden ist durch Zulegieren von beispielsweise Aluminium oder Titan möglich. Aus vorgenannten Gründen ist der Stickstoffgehalt auf < 0,016 Gewichts-% bzw. auf bei der Stahlherstellung unvermeidbare Mengen begrenzt.

Schwefel (S) ist wie Phosphor als Spurenelement im Eisenerz gebunden. Er ist im Stahl unerwünscht (Ausnahme Automatenstähle), da er zu starker Seigerung neigt und stark versprödend wirkt. Es wird deshalb versucht, möglichst geringe Mengen an Schwefel in der Schmelze zu erreichen (z.B. durch eine Tiefvakuumbehandlung). Des Weiteren wird der vorhandene Schwefel durch Zugabe von Mangan in die relativ ungefährliche Verbindung Mangansulfid (MnS) überführt. Die Mangansulfide werden während des Walzprozesses oft zeilenartig ausgewalzt und fungieren als Keimstellen für die Umwandlung. Dies führt vor allem bei diffusionsgesteuerter Umwandlung zu einem zeilig ausgeprägten Gefüge und kann bei stark ausgeprägter Zeiligkeit zu verschlechterten mechanischen Eigenschaften führen (z.B. ausgeprägte Martensitzeilen statt verteilte Martensitinseln, anisotropes Werkstoffverhalten, verminderte Bruchdehnung). Aus vorgenannten Gründen ist der Schwefelgehalt auf < 0,01 Gewichts-% bzw. auf bei der Stahlherstellung unvermeidbare Mengen begrenzt.

Phosphor (P) ist ein Spurenelement aus dem Eisenerz und wird im Eisengitter als Substitutionsatom gelöst. Phosphor steigert durch Mischkristallverfestigung die Härte und verbessert die Härtbarkeit. Es wird allerdings in der Regel versucht, den Phosphorgehalt so weit wie möglich abzusenken, da er unter anderem durch seine geringe Diffusionsgeschwindigkeit stark zur Seigerung neigt und im hohen Maße die Zähigkeit vermindert. Durch die Anlagerung von Phosphor an den Korngrenzen treten Korngrenzenbrüche auf. Zudem setzt Phosphor die Übergangstemperatur von zähem zu sprödem Verhalten bis zu 300 °C herauf. Während des Warmwalzens können oberflächennahe Phosphoroxide an den Korngrenzen zu einem Bruchaufreißen führen. Durch das Zulegieren von geringen Mengen an Bor können die negativen Auswirkungen von Phosphor zum Teil kompensiert werden. Es wird vermutet, dass Bor die Korngrenzenkohäsion erhöht und die Phosphorsegregation an den Korngrenzen verringert. In einigen Stählen wird P allerdings aufgrund der niedrigen Kosten und der hohen Festigkeitssteigerung in geringen Mengen (< 0,1 %) als Mikrolegierungselement verwendet, beispielsweise in höherfesten IF-Stählen (interstitial free). Aus vorgenannten Gründen ist der Phosphorgehalt auf < 0,050 % bzw. auf bei der Stahlherstellung unvermeidbare Mengen begrenzt.

Legierungselemente werden dem Stahl in der Regel zugegeben, um gezielt bestimmte Eigenschaften zu beeinflussen. Dabei kann ein Legierungselement in verschiedenen Stählen unterschiedliche Eigenschaften beeinflussen. Die Zusammenhänge sind vielseitig und komplex. Im Folgenden soll auf die Wirkung der Legierungselemente näher eingegangen werden.

Kohlenstoff (C) gilt als das wichtigste Legierungselement im Stahl. Durch seine gezielte Einbringung bis zu 2,06 % wird Eisen erst zum Stahl. Oft wird während der Stahlherstellung der Kohlenstoffanteil drastisch abgesenkt. Bei dem erfindungsgemäßen Mehrphasenstahl beträgt sein Anteil 0,08 Gewichts-% bis 0,23 Gewichts-%. Kohlenstoff wird aufgrund seines vergleichsweise kleinen Atomradius interstitiell im Eisengitter gelöst. Die Löslichkeit beträgt dabei im a-Eisen maximal 0,02% und im g-Eisen maximal 2,06 %. Kohlenstoff steigert in gelöster Form die Härtbarkeit von Stahl erheblich. Durch die unterschiedliche Löslichkeit werden ausgeprägte Diffusionsvorgänge bei der Phasenumwandlung notwendig, die zu sehr verschiedenen kinetischen Bedingungen führen können. Zudem erhöht Kohlenstoff die thermodynamische Stabilität des Austenits, was sich im Phasendiagramm in einer Erweiterung des Austenitgebiets zu niedrigeren Temperaturen zeigt. Mit steigendem zwangsgelösten Kohlenstoffgehalt im Martensit steigen die Gitterverzerrungen und damit verbunden die Festigkeit der diffusionslos entstandenen Phase. Kohlenstoff ist zudem zur Carbidbildung erforderlich. Ein nahezu in jedem Stahl vorkommender Vertreter ist der Zementit (FesC). Es können sich jedoch auch wesentlich härtere Sondercarbide mit anderen Metallen wie zum Beispiel Chrom, Titan, Niob, Vanadium bilden. Dabei ist nicht nur die Art, sondern auch die Verteilung und Größe der Ausscheidungen von entscheidender Bedeutung für die resultierende Festigkeitssteigerung. Um einerseits eine ausreichende Festigkeit und andererseits eine gute Schweißbarkeit sicherzustellen, werden deshalb der minimale C-Gehalt auf 0,08 Gewichts-% und der maximale C-Gehalt auf 0,23 Gewichts-%, bevorzugt zwischen 0,09 und 0,2 Gewichts-%, festgelegt.

Aluminium (AI) wird in der Regel dem Stahl zulegiert, um den im Eisen gelösten Sauerstoff und Stickstoff zu binden. Der Sauerstoff und Stickstoff wird so in Aluminiumoxide und Aluminiumnitride überführt. Diese Ausscheidungen können über eine Erhöhung der Keimstellen eine Kornfeinung bewirken und so die Zähigkeitseigenschaften sowie Festigkeitswerte steigern. Aluminiumnitrid wird nicht ausgeschieden, wenn Titan in ausreichender Menge vorhanden ist. Titannitride haben eine geringere Bildungsenthalpie und werden bei höheren Temperaturen gebildet. In gelöstem Zustand verschiebt Aluminium wie Silizium die Ferritbildung zu kürzeren Zeiten und ermöglicht so die Bildung von ausreichend Ferrit. Es unterdrückt zudem die Carbidbildung und führt so zu einer verzögerten Umwandlung des Austenits. Aus diesem Grund wird AI auch als Legierungselement in Restaustenitstählen verwendet, um einen Teil des Siliziums durch Aluminium zu substituieren. Der Grund für diese Vorgehensweise liegt darin, dass AI etwas weniger kritisch für die Verzinkungsreaktion als Si ist.

Silizium (Si) bindet beim Vergießen Sauerstoff und vermindert somit Seigerungen sowie Verunreinigungen im Stahl. Zudem erhöht Silizium durch Mischkristallverfestigung die Festigkeit des Ferrits bei nur geringfügig absinkender Bruchdehnung. Ein weiterer wichtiger Effekt ist, dass Silizium die Bildung von Ferrit zu kürzeren Zeiten verschiebt und somit die Entstehung von ausreichend Ferrit vor der Abschreckung bei kontinuierlich geglühtem Material ermöglicht. Ein Effekt der insbesondere bei der Nutzung von niedriglegierten Stählen bei der erfindungsgemäßen Haubenglühbehandlung von Mehrphasenstählen vorteilhaft ist. Durch die Ferritbildung wird der Austenit mit Kohlenstoff angereichert und stabilisiert. Bei höheren Gehalten stabilisiert Silizium im unteren Temperaturbereich speziell im Bereich der Bainitbildung durch Verhinderung von Carbidbildung den Austenit merklich. Während des Warmwalzens kann sich bei hohen Siliziumgehalten stark haftender Zunder bilden, der die Weiterverarbeitung beeinträchtigen kann.

Durch die Unterdrückung von Carbiden (insbesondere M _ß C-Carbiden, wobei M für ein metallisches Legierungselement steht) in bainitischen Mikrostrukturbestandteilen, oder angelassenem Martensit verhindern Zugaben sowohl von Si und AI eine Festigkeitsreduzierung von den vorhergenannten harten Phasen Martensit und/oder Bainit und führen dazu, dass die Festigkeit nach einer Glühbehandlung weniger stark absinkt. Aus den vorgenannten Gründen wird ein Summengehalt von AI und Si auf 0,25 bis 2 Gewichts-%, vorzugsweise bis maximal 1 Gewichts-%, festgelegt.

Mangan (Mn) wird fast allen Stählen zur Entschwefelung zugegeben, um den schädlichen Schwefel in Mangansulfide zu überführen. Zudem erhöht Mangan durch Mischkristallverfestigung die Festigkeit des Ferrits und verschiebt die Umwandlung zu niedrigeren Temperaturen. Ein Hauptgrund für das Zulegieren von Mangan ist die deutliche Verbesserung der Einhärtbarkeit. Aufgrund der Diffusionsbehinderung wird die Perlit- und Bainitumwandlung zu längeren Zeiten verschoben und die Martensitstarttemperatur gesenkt. Mangan neigt wie Silizium zur Bildung von Oxiden auf der Stahloberfläche während der Glühbehandlung. In Abhängigkeit von den Glühparametern und den Gehalten an anderen Legierungselementen (insbesondere Si und AI) können Manganoxide (z.B. MnO) und/oder Mn-Mischoxide (z. B. Mn ₂ Si0 ₄ ) auftreten. Allerdings ist Mangan bei einem geringen Si/Mn bzw. Al/Mn Verhältnis als weniger kritisch zu betrachten, da sich eher globulare Oxide statt Oxidfilme ausbilden. Der Mn-Gehalt wird deshalb auf 1,5 Gewichts-% bis 3,5 Gewichts-%, vorzugsweise 1,8 bis 2,5 Gewichts-%, festgelegt.

Chrom (Cr): Durch die Zugabe von Chrom wird hauptsächlich die Einhärtbarkeit verbessert. Chrom verschiebt im gelösten Zustand die Perlit- und Bainitumwandlung zu längeren Zeiten und senkt dabei gleichzeitig die Martensitstarttemperatur. Ein weiterer wichtiger Effekt ist, dass Chrom die Anlassbeständigkeit erheblich steigert. Chrom ist zudem ein Carbidbildner. Sollte Chrom in Carbidform vorliegen, muss die Austenitisierungstemperatur vor dem Härten hoch genug gewählt werden, um die Chromcarbide zu lösen. Ansonsten kann es durch die erhöhte Keimzahl zu einer Verschlechterung der Einhärtbarkeit kommen. Chrom neigt ebenfalls dazu, während der Glühbehandlung Oxide auf der Stahloberfläche zu bilden, wodurch sich die Verzinkungsqualität verschlechtern kann. Der optionale Cr-Gehalt wird deshalb auf Werte von 0,05 bis 1,0 Gewichts-% festgelegt.

Molybdän (Mo): Die Zugabe von Molybdän erfolgt ähnlich wie bei Chrom zur Verbesserung der Härtbarkeit. Die Perlit- und Bainitumwandlung wird zu längeren Zeiten geschoben und die Martensitstarttemperatur gesenkt. Molybdän erhöht zudem die Anlassbeständigkeit erheblich und bewirkt durch Mischkristallverfestigung eine Festigkeitssteigerung des Ferrits. Der Mo-Gehalt wird in Abhängigkeit von der Abmessung, der Anlagenkonfiguration und der Gefügeeinstellung zulegiert. Aus Kostengründen wird der optionale Mo-Gehalt auf 0,05 bis 1 ,0 Gewichts-%, bevorzugt bis maximal 0,4 Gewichts-%, festgelegt.

Kupfer (Cu): Der Zusatz von Kupfer kann die Zugfestigkeit sowie die Einhärtbarkeit steigern. In Verbindung mit Nickel, Chrom und Phosphor kann Kupfer eine schützende Oxidschicht an der Oberfläche bilden, die die Korrosionsrate deutlich reduzieren kann. In Verbindung mit Sauerstoff kann Kupfer an den Korngrenzen schädliche Oxide bilden, die besonders für Warmumformprozesse negative Auswirkungen hervorrufen können. Der maximale Gehalt an Kupfer ist deshalb auf 0,2 Gewichts-% begrenzt.

Calcium (Ca): Calcium wird bei der Herstellung von hochfesten Stählen zur Desoxidation, Entschwefelung und zur Kontrolle der Größe und Form von Oxiden und Sulfiden genutzt. Insbesondere bei hochfesten Stählen bewirkt dies eine verbesserte Duktilität und Zähigkeit. Darüber hinaus neigen Stähle mit Zugaben an Calcium weniger an Heißrissen z.B. beim Warmwalzen. Aus vorgenannten Gründen und wegen der sehr geringen Löslichkeit von Calcium in Stahl ist - bei entsprechendem Bedarf - der Gehalt an Calcium deshalb auf 0,0005 bis 0,0060 Gewichts-% begrenzt.

Nickel (Ni): In Verbindung mit Sauerstoff kann Nickel an den Korngrenzen schädliche Oxide bilden, die besonders für Warmumformprozesse negative Auswirkungen hervorrufen können. Nickel steigert allerdings ebenfalls die Einhärtbarkeit und senkt die Umwandlungstemperatur A _C 3 ab. Aus vorgenannten Gründen und Kostengründen ist der optionale Gehalt an Nickel deshalb auf 0,05 bis 0,50 Gewichts-% begrenzt.

Mikrolegierungselemente werden in der Regel nur in sehr geringen Mengen zugegeben (< 0,1%). Typische Mikrolegierungselemente sind Aluminium, Vanadium, Titan, Niob und Bor. Sie wirken im Gegensatz zu den Legierungselementen hauptsächlich durch Ausscheidungsbildung können aber auch in gelöstem Zustand die Eigenschaften beeinflussen. Trotz der geringen Mengenzugaben beeinflussen Mikrolegierungselemente die Herstellungsbedingungen sowie die Verarbeitungs- und Endeigenschaften stark. Als Mikrolegierungselemente kommen in der Regel im Eisengitter lösliche Carbid- und Nitridbildner zum Einsatz. Eine Bildung von Carbonitriden ist aufgrund der vollständigen Löslichkeit von Nitriden und Carbiden ineinander ebenfalls möglich. Die Neigung, Oxide und Sulfide zu bilden, ist bei den Mikrolegierungselementen in der Regel am stärksten ausgeprägt, wird aber aufgrund anderer Legierungselemente in der Regel gezielt verhindert. Diese Eigenschaft kann positiv genutzt werden, indem die im Allgemeinen schädlichen Elemente Schwefel und Sauerstoff abgebunden werden können. Die Abbindung kann aber auch negative Auswirkungen haben, wenn dadurch nicht mehr genügend Mikrolegierungselemente für die Bildung von Carbiden zur Verfügung stehen.

Titan (Ti) bildet schon bei hohen Temperaturen sehr stabile Nitride (TiN) und Sulfide (T1S2). Diese lösen sich in Abhängigkeit des Stickstoffgehaltes zum Teil erst in der Schmelze auf. Wenn die so entstandenen Ausscheidungen nicht mit der Schlacke entfernt werden, bilden sie im Werkstoff durch die hohe Entstehungstemperatur grobe Partikel aus, die in der Regel nicht förderlich für die mechanischen Eigenschaften sind. Ein positiver Effekt auf die Zähigkeit entsteht durch die Abbindung des freien Stickstoffes und Sauerstoffs. So schützt Titan andere gelöste Mikrolegierungselemente, wie beispielsweise Niob, vor der Abbindung durch Stickstoff. Diese können ihre Wirkung dann optimal entfalten. Nitride, die durch das Absinken des Sauerstoff- und Stickstoffgehalts erst bei tieferen Temperaturen entstehen, können zudem eine effektive Behinderung des Austenitkornwachstums bewirken. Nicht abgebundenes Titan formt bei Temperaturen ab 1150 °C Titancarbide und kann so eine Kornfeinung (Hemmung des Austenitkornwachstums, Kornfeinung durch verzögerte Rekristallisation und/oder Erhöhung der Keimzahl bei a-/Y-Umwandlung) sowie eine Ausscheidungshärtung bewirken. Der optionale Ti-Gehalt weist deshalb Werte von 0,005 bis 0,150 Gewichts-% auf.

Niob (Nb) bewirkt eine starke Kornfeinung, da es am effektivsten von allen Mikrolegierungselementen eine Verzögerung der Rekristallisation bewirkt und zudem das Austenitkornwachstum hemmt. Die festigkeitssteigernde Wirkung ist qualitativ höher als die von Titan einzuschätzen, ersichtlich durch den erhöhten Kornfeinungseffekt und die größere Menge an festigkeitssteigernden Teilchen (Abbindung des Titans zu groben TiN bei hohen Temperaturen). Niobcarbide bilden sich bei Temperaturen unterhalb von 1200 °C. Bei Stickstoffabbindung mit Titan kann Niob durch Bildung von kleinen und in Hinblick auf ihre Wirkung effektiven Carbiden im unteren Temperaturbereich (kleinere Carbidgrößen) seine festigkeitssteigernde Wrkung erhöhen. Ein weiterer Effekt des Niobs ist die Verzögerung der a-/Y-Umwandlung und das Absenken der Martensitstarttemperatur im gelösten Zustand. Zum einen geschieht dies durch den Solute-Drag-Effekt und zum anderen durch die Kornfeinung. Diese bewirkt eine Festigkeitssteigerung des Gefüges und somit auch einen höheren Widerstand gegen die Volumenvergrößerung bei der Martensitbildung. Prinzipiell ist das Zulegieren von Niob begrenzt bis zum Erreichen seiner Löslichkeitsgrenze. Diese begrenzt zwar die Menge an Ausscheidungen, bewirkt aber beim Überschreiten vor allem eine frühe Ausscheidungsbildung mit recht groben Partikeln. Die Ausscheidungshärtung kann somit vor allem bei Stählen mit geringem C- Gehalt (größere Übersättigung möglich) und bei Warmumformprozessen (verformungsinduzierte Ausscheidung) effektiv wirksam werden. Der Nb-Gehalt wird deshalb auf Werte von 0,005 bis 0,150 Gewichts-% begrenzt.

Vanadium (V): Die Carbid- und auch die Nitridbildung von Vanadium setzt erst ab Temperaturen um 1000 °C bzw. noch nach der a/g-Umwandlung ein, also wesentlich später als bei Titan und Niob. Vanadium hat somit durch die geringe Anzahl der im Austenit vorhandenen Ausscheidungen kaum eine kornfeinende Wrkung. Auch das Austenitkornwachstum wird durch die erst späte Ausscheidung der Vanadiumcarbide nicht gehemmt. Somit beruht die festigkeitssteigernde Wrkung fast allein auf der Ausscheidungshärtung. Ein Vorteil des Vanadiums ist die hohe Löslichkeit im Austenit und der durch die tiefe Ausscheidungstemperatur verursachte große Volumenanteil an feinen Ausscheidungen. Der optionale V-Gehalt wird deshalb auf Werte von 0,001 bis 0,300 Gewichts-% begrenzt.

Bor (B) bildet mit Stickstoff wie auch mit Kohlenstoff Nitride bzw. Carbide; in der Regel wird dies jedoch nicht angestrebt. Zum einen bildet sich durch die geringe Löslichkeit nur eine kleine Menge an Ausscheidungen und zum anderen werden diese zumeist an den Korngrenzen ausgeschieden. Eine Härtesteigerung an der Oberfläche wird nicht erreicht (Ausnahme Borieren mit Bildung von FeB und Fe2B in der Randzone eines Werkstücks). Um eine Nitridbildung zu verhindern, wird in der Regel versucht, den Stickstoff durch affinere Elemente abzubinden. Besonders Titan kann dabei die Abbindung des gesamten Stickstoffes gewährleisten. Bor führt im gelösten Zustand in sehr geringen Mengen zu einer deutlichen Verbesserung der Einhärtbarkeit. Der Wrkungsmechanismus von Bor kann so beschrieben werden, dass sich Boratome bei geeigneter Temperaturführung an den Korngrenzen anlagern und dort, indem sie die Korngrenzenenergie senken, die Entstehung von wachstumsfähigen Ferritkeimen deutlich erschweren. Bei der Temperaturführung ist darauf zu achten, dass Bor überwiegend atomar in der Korngrenze verteilt ist und nicht aufgrund zu hoher Temperaturen in Form von Ausscheidungen vorliegt. Die Wirksamkeit von Bor wird mit steigender Korngröße und steigendem Kohlenstoffgehalt (> 0,8 %) herabgesetzt. Eine Menge über 60 ppm verursacht zudem eine sinkende Härtbarkeit, da Borcarbide auf den Korngrenzen als Keime fungieren. Bor diffundiert aufgrund des geringen Atomdurchmessers außerordentlich gut und hat eine sehr hohe Affinität zu Sauerstoff, was zu einem Herabsetzen des Borgehaltes in Bereichen nahe der Oberfläche (bis zu 0,5 mm) führen kann. In diesem Zusammenhang wird von einer Glühung bei über 1000 °C abgeraten. Dies ist zudem zu empfehlen, da Bor bei Glühtemperaturen über 1000 °C zu einer starken Grobkornbildung führen kann. Aus vorgenannten Gründen wird der B-Gehalt auf Werte von 0,0005 bis 0,0050 Gewichts-% begrenzt.

Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Verwendung eines vorstehend genannten Stahlbandes zur Herstellung einer Kraftfahrzeugkomponente.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen mittels Figuren und Tabellen erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung des zeitlichen Temperaturverlaufs eines gewalztes Bandblechs aus Stahl und einer dieses Bandblech wärmebehandelnden Anlage bei einer Wärmebehandlung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Temperatur-Zeit-Diagramm und

Fig.2 Die Spannungs-Dehnungs-Kurven eines erfindungsgemäß ausgestalteten Stahlbandes und die Spannungs-Dehnungs-Kurven eines Vergleichs- Stahlbandes mit abweichender Zusammensetzung des Stahls.

Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen Glühbehandlungen mehrstufig ausgebildet sein oder auch zusätzliche Glühbehandlungen bezogen auf den Gesamtprozess vorgesehen sein. Ein beispielhafter Zeit-Temperatur-Zyklus, der die charakteristischen Temperaturbereiche für Haltezeiten, Abkühlraten und Aufheizraten darstellt, ist in Fig. 1 aufgeführt.

Dazu wird ein gewalztes Bandblech aus Stahl entsprechender Zusammensetzung in eine kompakte Form gebracht, insbesondere zu einem Coil eingerollt, die es ermöglicht, das Bandblech als Ganzes in eine Apparatur zur Wärmebehandlung zu verbringen. Dort wird das Blechband in einem ersten Schritt S1 binnen etwa 3h auf eine Temperatur T > 750 °C aufgeheizt. Anschließend wird das Bandblech mittels der Apparatur in einem zweiten Schritt S2 etwa 8h auf einer Temperatur oberhalb von 750 °C gehalten. Dabei gilt für die beim zweiten Schritt S2 erreichte Maximaltemperatur: T _ma x < Ar3 + 70 K. Anschließend erfolgt ein Abkühlen des Bandbleches. Bei diesem Abkühlen wird der Temperaturbereich von 750 °C bis 200 °C in einer Zeitspanne von etwa 14h durchschritten. Somit ergibt sich also ein dritter Schritt S3 einer Abkühlung von 750 °C bis 200 °C mit einer mittleren Abkühlrate von etwa 40 K/h. Beim Abkühlen des Bandblechs aus Stahl entsprechenden Stahlkonzepts, also geeigneter Zusammensetzung, ergibt sich das gewünschte Gefüge und es entsteht das Stahlband aus hochfestem Mehrphasenstahl. Das Abkühlen erfolgt bis zu einer bestimmten Temperatur bevorzugt in der Apparatur zur Wärmebehandlung. Diese ist beispielsweise eine Haubenglühanlage. Das gezeigte Beispiel liegt mit etwa 40 K/h in einem bevorzugen Abkühlungsbereich von 20 K/h bis 80 K/h.

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind beispielhaft Werkstoffkonzepte, genauer gesagt Stahlkonzepte, und deren chemische Zusammensetzung in Gewichts-% aufgeführt. Erfindungsgemäße Stahlkonzepte sind entsprechend gekennzeichnet. Zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Stahlkonzepten, die in Form eines warm- oder kaltgewalzten Bandbleches als Eingangsmaterial für eine erfindungsgemäße Herstellung eines erfindungsgemäßen Produkts dienen, sind ebenfalls Stahlkonzepte als Vergleich angegeben, die nicht erfindungsgemäß sind.

Die Parameter eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens und die Kennwerte des erfindungsgemäßen Produktes dieses Herstellungsverfahrens, also des Stahlbandes aus hochfestem Mehrphasenstahl, sind in Tabelle 2 aufgeführt. Im Folgenden werden die beispielhaften Werkstoffkonzepte erläutert. Diese werden als „Stahl A“, „Stahl B“, „Stahl C“ und „Stahl D“ bezeichnet.

Stahl A ist nicht erfindungsgemäß, da die durch das CEV beschriebene Summe an durchhärtbarkeitssteigernden Legierungselementen unter dem geforderten Wert von 0,49 ist. Nach einer Wärmebehandlung mit den erfindungsgemäßen Prozessparametern hat Stahl A ein Mikrostruktur bestehend aus Ferrit und Perlit und keine Anteile an Bainit und/oder Martensit gebildet. Die zugehörige Spannungs-Dehnungskurve ist in Fig. 2 zu sehen. Der wärmebehandelte Stahl A aus hat eine Zugfestigkeit von 540 MPa und eine unerwünschte ausgeprägte Streckgrenze.

Stahl B aus Tabelle 2 ist ebenfalls nicht erfindungsgemäß, obwohl der Stahl B mit einem CEV-Wert von 2,34 eine ausreichende Durchhärtbarkeit hat. Allerdings ist das Verhältnis aus CEV/(Si+AI) > 2,34 und damit der Gehalt an Si und AI im Verhältnis zu dem Einsatz an durchhärtbarkeitssteigernden Elementen nicht ausreichend. Dies ist auch an den erreichbaren Zugfestigkeiten von maximal 762 MPa ersichtlich.

Stähle C und D sind beispielhaft Werkstoffkonzepte, die für eine erfindungsgemäße Glühbehandlung und das Herstellen erfindungsgemäß ausgeführten Stahlbändern geeignet sind. Nach einer Wärmebehandlung mit den erfindungsgemäßen Prozessparametern weisen die Stähle C und D einen Martensit und/oder Bainitanteil von über 30 % auf. Durch die so eingestellte Mikrostruktur haben die Stähle auch die Mehrphasenstählen charakteristischen Werkstoffeigenschaften wie ein Dehngrenzen- Zugfestigkeitsverhältnis (R _p o _, 2/Rm) zwischen 0,45 und 0,6, eine hohe Zugfestigkeit R _m oberhalb von 780 MPa und dabei eine hohe Bruchdehnung Aso> 8 %.

Tabelle 1

Tabelle 2