Optimization of the Critical Content of Tramp Elements in Ultra-High Strength Silicon Chromium Spring Steels through Thermomechanical Treatment

Autor(en): Barani, Araz Ardehali Aachen, 16. April 2008 Seiten: 176 Auflage: 1 Sprache: EN ISBN-10: 386727570X ISBN-13: 9783867275705 Zugeordnete Fachbereiche: Bergbau- und Hüttenwesen Kategorie: Dissertation Bezugsmöglichkeiten Print Version 27,00 € 25,65 € In den Warenkorb eBook (4873.8 kB) 27,00 € In den Warenkorb

Kurzbeschreibung

Stähle für Schraubenfedern im Fahrzeugbau müssen hohe Festigkeiten und sehr gute Ermüdungsverhalten aufweisen. Mit der konventionellen Wärmebehandlung wird das Potenzial der bestehenden Stahlsorten nicht ausgeschöpft. Es ist bekannt, dass sich mit der thermomechanischen Behandlung eine optimale Kombination aus Festigkeits- und Ermüdungseigenschaften einstellen lässt.
Verunreinigungselemente (z.B. Phosphor) und Elemente wie Kupfer, das aufgrund des steigenden Einsatzes von Schrott in den Stahl eingebracht wird, können die mechanischen Eigenschaften negativ beeinträchtigen.
Im Rahmen der vorliegenden Doktorarbeit wurde der Einfluss der Elemente Phosphor, Kupfer und Zinn auf SiCr-Federstähle für verschiedene Prozessparameter untersucht. Die systematische Variation der chemischen Zusammensetzung und der Prozessparameter erlaubt es, die Zusammenhänge zwischen den Endeigenschaften des Werkstoffs als Funktion der Mikrostruktur zu untersuchen und zu verstehen.
Ein aus der Arbeit vorgeschlagene Verfahrensweise für die Herstellung von Schraubenfedern wurde mit dem Stahlinnovationspreis ausgezeichnet (siehe www.stahl-info.de*).

* link zur Beschreibung des Projekts und des Preisträgers:
http://www.stahl-info.de/stahlinnovationspreis/stahlinnovationspreis_2006/preistraeger/barani_mpi/barani_mpi_3.htm

Description

Today, most wire springs for automotive applications are made of high strength medium carbon silicon chromium steels. Apart from high strength and good ductility the SiCr steels exhibit good sag resistance. Conventional heat treatment does not exploit the maximum potential of existing steel grades. It is known that thermomechanical treatment results in a superior combination of strength and fatigue.
Impurity elements (e.g. phosphorous) and elements such as copper, which is introduced due to the increased use of scrap, can deteriorate the mechanical properties.
Within the framework of the presented doctoral thesis the effects of phosphorous, copper and tin on a SiCr spring steel were investigated for different process parameters. Based on systematic variation of chemical composition and process parameters an understanding of the final material properties as a function of the microstructure is developed.
The thermomechanical treatments proposed here improve the strength, ductility and fatigue at the same time. Because most industrial coil spring production is automatized, it is possible to integrate a forming step into the production, namely after austenitization and before coiling of the wire or rod to the coil spring. One of the proposed thermomechanical processes which was derived from the results presented in the present thesis was decorated with the steel innovation prize of the Steel Institute (see www.stahl-info.de*).

* full link: http://www.stahl-info.de/stahlinnovationspreis/stahlinnovationspreis_2006/preistraeger/barani_mpi/barani_mpi_3.htm

Stichwörter

Gehärteter und angelassener Martensit, Versprödung, Umformvermögen, Duktilität, Ausscheidung, Lattenmartensit, Packet und Blockgröße, Korngrenzensegregation, Umwandlung, Austenit, thermomechanische Behandlung, Elektronen Rückstreubeugung EBSD, Fahrzeugfedern.

Keywords

Quenched and tempered martensite, embrittlement, ductility, precipitation, lath, packet, grain boundary segregation, transformation, austenite, thermomechanical treatment, electron backscattering diffraction, automotive spring.