Ultrahochfeste Stähle (UHSS): Was sind sie und wie verbessern sie Fahrzeuge?

Historisch hat WorldAutoSteel die folgenden Definitionen basierend auf der Mindestzugfestigkeit verwendet:

≥ 550 MPa Zugfestigkeit: extra- und ultrahochfester Stahl
≥ 780 MPa Zugfestigkeit: ultrahochfester Stahl
≥ 1.000 MPa oder 1 GPa Zugfestigkeit: GigaPascal-Stähle

Die Anwendungsrichtlinien 2021 für extra- und ultrahochfeste Stähle von WorldAutoSteel legen jedoch das Niveau der Mindestzugfestigkeit für extra- und ultrahochfeste Stähle (AHSS) auf 440 MPa fest, während für ultrahochfeste Stähle (UHSS) kein Niveau vereinbart wurde. Es könnte sein, dass sich der noch wenig verwendete Begriff „GigaPascal-Stahl“ durchsetzen wird, weil es keine Unklarheiten bei der Definition gibt: Stähle mit einer Zugfestigkeit von 1.000 MPa oder mehr.

Zu den metallurgischen Stahltypen, die Festigkeitsniveaus von extra- und ultrahochfesten Stählen erreichen können, zählen:

• Martensitisch (M)
• Presshärtender Stahl (PHS, auch gehärteter Borstahl, warmumgeformter Stahl)
• Komplexphasenstahl (CP)
• Stahl mit hoher Kantenduktilität (HE)
• Dualphasenstahl (DP)
• Dualphasenstähle mit hoher Umformbarkeit (DH)
• Ferritisch-bainitisch (FB)

Warum überhaupt den Begriff verwenden, wenn es keine allgemein anerkannte Definition für ultrahochfesten Stahl gibt? Die Antwort ist, dass „ultrahochfester Stahl“ sowohl für Stahlhersteller als auch für Autohersteller nützlich ist, da dies die Bezeichnung von festeren extra- und ultrahochfesten Stahlgüten vereinfacht.

Und da die Festigkeit bei extra- und ultrahochfesten Stählen weiter zunimmt, muss mehr darüber nachgedacht werden, wie diese zu Autobauteilen umgeformt werden. Dabei müssen Probleme wie etwa die Rückfederung vorausschauend einbezogen werden. Dennoch können die meisten dieser Umformprobleme durch die richtige Auswahl der Eigenschaften von extra- und ultrahochfestem Stahl, fortschrittliche Umformsimulationen, korrekte Werkzeugparameter und die Konstruktion von Autoteilen behoben werden.

Extra- und ultrahochfeste Stähle ermöglichen es Automobilherstellern, ihre Konstruktionen von Rohkarosserien auf verschiedene Weise zu optimieren: besserer Aufprallschutz, verbesserte Gewichtsreduzierung und Energieeffizienz, erhöhte Fahrzeugkapazität und -leistung sowie verbesserte Nachhaltigkeit, wenn er aus äußerst CO₂-effizienten Stahlfabriken oder recycelten Quellen stammt.

Aluminium- und Kohlenstofffasermaterialien sind fest und leicht, aber sie sind auch CO₂-intensiv und schwieriger zu recyceln als Stahl. Fragen Sie sich bei der Auswahl von Konstruktionsmaterialien, ob Ihre Entscheidungen mit den Nachhaltigkeitszielen Ihrer Kunden übereinstimmen.

Derzeit können Sie extra- und ultrahochfeste Stähle spezifizieren, die in einigen der CO₂-effizientesten Stahlwerken der Welt hergestellt werden – zu Kosten, die 40 bis 400 % unter denen von nicht-eisenhaltigen hochfesten Materialien liegen. Und noch besser: SSAB ist auf dem besten Weg, bereits 2026 kommerziell eingesetzte, fossilfreie extra- und ultrahochfeste Docol^® Stähle herzustellen.

Hochfeste Stähle erfordern mehr Konstruktions- und Vorproduktionsplanung. Darum können unsere Fachleute für extra- und ultrahochfeste Stähle Ihnen bei der Optimierung Ihrer Konstruktionen helfen, indem sie Produktleistung, Umformen und Fügen modellieren.

Und wir haben eigene Stahlerzeugungstechniker, die Sie bei jedem Schritt auf dem Weg beraten, ganz gleich, ob Ihr Biegeprozess aus extra- und ultrahochfestem Stahl Kaltumformen, 3D-Rollumformen, maßgeschneiderte Schweißzuschnitte oder Coils oder Heißstanzen von PHS-Stählen umfasst.

Fügen von herkömmlichem Stahl mit extra- und ultrahochfestem Stahl? Haben Sie Fragen zum Punktwiderstandsschweißen oder Laserschweißen von extra- und ultrahochfestem Stahl? Sehen Sie sich unseren Leitfaden zum Schweißen von extra- und ultrahochfesten Stählen an.

Möchten Sie bei extra- und ultrahochfesten/ultrahochfesten Stählen Mischwerkstoffe und Konstruktionsklebstoffe verwenden? Wir können Ihnen bei allen Ihren Anforderungen beim Verbinden von extra- und ultrahochfesten Stählen helfen.