Hochfeststähle

Hochfeststähle, auch als hochfeste Stähle bezeichnet, sind Stahlsorten, die eine deutlich höhere Zug- und Streckfestigkeit als herkömmliche Kohlenstoffstähle aufweisen. Sie ermöglichen leichtere Bauteile bei gleicher oder besserer Festigkeit und finden breite Anwendung in Automobilbau, Maschinenbau und Bauwesen.

Typen und Eigenschaften. Hochfeststähle umfassen verschiedene Gruppen, darunter Dual-Phase (DP) Stähle, TRIP-Stähle, bainitische Stähle und martensitische Stähle. Sie erreichen Spannungs- bzw. Dehnungsspektren von etwa 400 MPa bis über 1500 MPa. Der Werkstoffaufbau, etwa Ferrit mit Martensitanteilen oder bainitische Strukturen, predestiniert für hohe Festigkeiten bei gleichzeitig ausreichender Umformbarkeit. Jedes Typ besitzt charakteristische Verformungs- und Eigenschaftenprofile, die sich durch Legierungselemente wie Mn, Si, Cr, Mo, V, Nb, Ti und B sowie durch Wärmebehandlungen steuern lassen.

Herstellung und Verarbeitung. Hochfeststähle werden durch verschiedene Wärmebehandlungen hergestellt, darunter Abschrecken und Anlassen, interkritische Wärmebehandlung oder thermo-mechanische Bearbeitung. Hot-Forming, insbesondere bei borangereierten Stählen wie 22MnB5, wird genutzt, um sehr hohes Festigkeitsniveau mit guter Formbarkeit zu kombinieren. Die Metallurgie beeinflusst Härte, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit; beim Schweißen sind Vorwärmen, geeignete Füllwerkstoffe und HAZ-Steifheit wichtig, um Rissbildung zu vermeiden.

Anwendungen und Design. Hauptanwendungsbereiche sind tragende Bauteile mit hohem Festigkeitsbedarf wie Fahrzeugrahmen, tragende Strukturteile, Druckbehälter oder Maschinenkomponenten. Vorteile liegen in der besseren Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig reduziertem Gewicht; Nachteile können erhöhte Kosten und anspruchsvollere Umform- bzw. Schweißprozesse sein.

Normen und Bezeichnungen. Hochfeststähle werden in europäischen Normen wie EN/DIN-Klassen geführt, oft auch unter Bezeichnungen wie DP-, CP- oder martensitische Stähle. Die konkrete Festigkeit wird in der Materialbezeichnung angegeben (z. B. DP600, TRIP-Stähle). Standards regeln chemische Zusammensetzung, Wärmebehandlung und Prüfmethoden.