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Mikrolegierte Kaltumformstähle

Beschreibung

Bei HSLA (High Strength - Low Alloy) - Stählen werden die hohen Festigkeitswerte durch Ausscheidungshärtung und Korrngrößenverfeinerung bei gleichzeitiger Minimierung des Anteils an Legierungselementen erreicht. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf bestimmte Funktionseigenschaften, wie die Schweißbarkeit, und die Wahl von Beschichtungen aus, sondern sorgt auch dafür, dass in den Schweißzonen weder eine Aufweichung des Metalls noch eine Kornvergröberung eintritt. Niedriglegierte HSLA-Stähle eignen sich besonders für die Fertigung von Strukturteilen, wie Fahrwerkteile mit Bodenverbindung, Chassisteile oder Verstärkungen.

Je nach Streckgrenze weisen alle Güten dieser Stähle eine ausgezeichnete Kaltfumformeignung und, ab Güteklasse 320, eine hervorragende Sprödbruchfestigkeit bei niedrigen Temperaturen auf.

Sämtliche Stähle des HSLA-Programms zeichnen sich durch eine gute Ermüdungsfestigkeit (Querlenker, Federungsaufnahme) und eine hohe Stoßfestigkeit (Längs- und Querträger, Verstärkungen, ...) aus. 

Aufgrund dieser hohen mechanischen Eigenschaften tragen HSLA-Stähle zum Leichtbau von Struktur- und Verstärkungsteilen bei.

Lieferbar sind sie sowohl in warm- als auch in kaltgewalzter Ausführung. Die einzelnen Güten sind durch die Angabe ihrer jeweiligen Streckgrenze gekennzeichnet.

Warmgewalzte HSLA-Güten können einer Feuerverzinkung gemäß Klasse 1 der Norm EN 36503 (Schmelztauchverzinkung fertiger Bauteile) unterzogen werden.

Anwendungs­bereiche

HSLA-Stähle sind für die Fertigung von Strukturbauteilen im unteren Fahrzeugbereich und deren Verstärkungen, Querträger, Längsträger und Chassisteile bestimmt. Warmgewalzt ermöglichen es diese Stähle aufgrund ihrer hohen mechanischen Eigenschaften der ausgezeichneten Kaltumformeignung sowie der guten Sprödbruchfestigkeit in niedrigen Temperaturbereichen für zahlreiche Bauteile und Baugruppen, bei denen Gewichtsreduzierungen, Dickenminderungen und eine kompakte Bauweise unumgänglich sind, wirtschaftliche Lösungen zu finden. Dies gilt besonders für die folgenden Fahrzeugbereiche und Komponenten:

  • Chassis
  • Räder
  • Sitzschienen
  • Querträger
  • Hinterer Querträger aus Extragal®-beschichtetem HSLA 300

  • Vorderer Stoßfängerträger Dual Phase 780
    Stoßdämpfer aus HSLA 300

Bezeichnungen und Normen

Diese Normenäquivalenzen dienen nur der Information. In der Regel garantiert ArcelorMittal engere Toleranzen auf die mechanischen Eigenschaften (siehe nachstehende Tabelle).

In den Tabellen unten sind die Entsprechungen zwischen dem ArcelorMittal-Programm, den europäischen Normen und der Norm VDA 239-100 zusammengefasst.

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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Euronorms VDA 239-100 JFS ABNT NBR
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA HC260LA (+ZE) / HX260LAD (+Z, +ZF, +ZA) CR240LA (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) ARBL-240 / ZAR-230
CR270LA CR270LA HC300LA (+ZE) / HX300LAD (+Z, +ZF, +ZA) CR270LA (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) ARBL-270 / ZAR-280
CR300LA CR300LA HC340LA (+ZE) / HX340LAD (+Z, +ZF, +ZA) CR300LA (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) ARBL-300 / ZAR-320
CR340LA CR340LA HC380LA (+ZE) / HX380LAD (+Z, +ZF, +ZA) CR340LA (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) ARBL-340 / ZAR-345
CR380LA CR380LA ARBL-380 / ZAR-400
CR420LA CR420LA HC420LA (+ZE) / HX420LAD (+Z, +ZF, +ZA) CR420LA (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) ARBL-420
CR460LA CR460LA CR460LA (-UNC,-EG,-GI,-ZM)
CR500LA CR500LA ARBL-500
CR550LA CR550LA ARBL-550 / ZAR-550
CR830LA CR830LA
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Euronorms VDA 239-100 JFS ABNT NBR
HR240LA HR240LA JSH370W LNE230 / LN240
HR270LA HR270LA LNE260 / LNE280
HR300LA HR300LA S315MC/HX340LAD (+Z) HR300LA (-UNC,-GI,-GA,-ZM)
HR340LA HR340LA S355MC/HX380LAD (+Z) HR340LA (UNC,-GI) LN360
HR380LA HR380LA LNE380
HR420LA HR420LA S420MC/HX420LAD (+Z) HR420LA (-UNC,-GI) JSH490R LNE400 / LNE420
HR460LA HR460LA S460MC/HX460LAD (+Z) HR460LA (-UNC,-GI) LNE460
HR500LA HR500LA S500MC/HX500LAD (+Z) HR500LA (-UNC,-GI) LNE500
HR550LA HR550LA S550MC HR550LA (-UNC,-GI)
HR700LA HR700LA S700MC HR700LA (-UNC)
  • Euronorms

    Unbeschichtet (EN 10268: 2006 + A1: 2013): Stahlsorte
    Elektrolytisch beschichtet (EN 10268: 2006 + A1: 2013 + EN 10152: 2017): Stahlsorte+ZE
    Galvannealed (EN 10346: 2015): Stahlsorte+ZF
    Extragal® (EN 10346: 2015): Stahlsorte+Z
    Zagnelis® (EN 10346: 2015): Stahlsorte+ZM

  • VDA 239-100

    Unbeschichtet: Stahlsorte-UNC
    Elektrolytisch beschichtet: Stahlsorte-EG
    Galvannealed: Stahlsorte-GA
    Extragal®: Stahlsorte-GI
    Zagnelis®: Stahlsorte+ZM

Mechanische Eigenschaften

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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Richtung Streckgrenze Rp0,2 (MPa) Zugfestigkeit Rm (MPa) Min. A(%) Typ 1 Min. A50mm (%) Typ 2 Min. A80mm (%) Typ 3 Min. A50mm (%) Min. r0-20 Min. rm-20 n10-20/Ag
CR210LA CR210LA RD 210 - 300 310 - 410 31 29 31 1 1,1 0,15
CR240LA CR240LA RD 240 - 320 320 - 430 29 27 25 0,15
CR270LA CR270LA RD 270 - 350 350 - 460 27 25 27 0,14
CR300LA CR300LA RD 300 - 380 380 - 490 25 23 25 0,14
CR340LA CR340LA RD 340 - 430 410 - 530 23 21 23 0,12
CR380LA CR380LA RD 380 - 470 450 - 570 21 19 20 0,12
CR420LA CR420LA RD 420 - 520 480 - 600 19 17 18 0,11
CR460LA CR460LA RD 460 - 580 520 - 680 17 15 16 0,1
CR500LA CR500LA RD 500 - 600 ≥ 560 16
CR550LA CR550LA RD 550 - 650 650 - 750 12
CR830LA CR830LA RD 830 - 985 ≥ 860 4 4
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Richtung Streckgrenze Rp0,2 (MPa) Zugfestigkeit Rm (MPa) Min. A(%) Typ 1 Min. A50mm (%) Typ 2 Min. A80mm (%) Typ 3 Min. A50mm (%) Min. r0-20 Min. rm-20 n10-20/Ag
HR240LA HR240LA RD 240 - 320 ≥ 290 31 29 35 0,16
HR270LA HR270LA RD 270 - 350 ≥ 330 29 27 33 0,15
HR300LA HR300LA RD 300 - 380 380 - 500 28 26 24 26
HR340LA HR340LA RD 340 - 440 420 - 540 26 24 22 24
HR380LA HR380LA RD 380 - 480 450 - 570 24 22 20 22
HR420LA HR420LA RD 420 - 520 480 - 600 22 20 18 19
HR460LA HR460LA RD 460 - 560 520 - 640 20 18 16 17
HR500LA HR500LA RD 500 - 620 560 - 700 17 16 14 15
HR550LA HR550LA RD 550 - 670 610 - 750 16 14 12 13
HR700LA HR700LA RD 700 - 850 750 - 950 13 12 10 11

A80mm %: Bruchdehnung bei einer Probe mit Messlänge L0 = 80 mm (ISO 6892-1 Probenform 2 (EN20x80))
A50mm %: Bruchdehnung bei einer Probe mit Messlänge L0 = 50 mm (ISO 6892-1 Typ 1 (ASTM12.5x50) oder Typ 3 (JIS25x50)).
A%: Bruchdehnung bei einer Proportionalprobe mit L0 = 5,65 (So)1/2
Ag %: Plastische Extensometer-Dehnung bei Höchstkraft
BH2: Streckgrenzenerhöhung nach einer plastischen Vordehnung von 2 %, hervorgerufen durch eine Wärmebehandlung (170°C-20 min)

Da bei HSLA-Stählen in der Übergangszone vom elastischen in den plastischen Bereich Streckgrenzenstufen auftreten können, ist es üblich nur den unteren Streckgrenzenwert (ReL) dieser Re-Schwankungen zu berücksichtigen.

Mikrogefügestruktur des kaltgewalzten HSLA 340

Mikrogefügestruktur des kaltgewalzten HSLA 340

Chemische Zusammen­setzung

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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Max. C (%) Max. Si (%) Max. Mn (%) Max. P (%) Max. S (%) Min. Al (%) Max. Ti (%) Max. Nb (%) Max. Cu (%)
CR210LA CR210LA 0,1 0,5 1,0 0,08 0,03 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
CR240LA CR240LA 0,1 0,5 1,0 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,09 0,2
CR270LA CR270LA 0,12 0,5 1,0 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,09 0,2
CR300LA CR300LA 0,12 0,5 1,4 0,04 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,09 0,2
CR340LA CR340LA 0,12 0,5 1,5 0,04 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,09 0,2
CR380LA CR380LA 0,12 0,5 1,6 0,04 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,09 0,2
CR420LA CR420LA 0,12 0,5 1,7 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,09 0,2
CR460LA CR460LA 0,15 0,6 1,7 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,10 0,2
CR500LA CR500LA 0,15 0,6 1,7 0,03 0,03 ≥ 0,015 0,15 0,10 0,2
CR550LA CR550LA 0,15 0,6 1,7 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,10 0,2
CR830LA CR830LA 0,1 0,5 1,5 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,10 0,2
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Max. C (%) Max. Si (%) Max. Mn (%) Max. P (%) Max. S (%) Min. Al (%) Max. Ti (%) Max. Nb (%) Max. Cu (%)
HR240LA HR240LA 0,1 0,5 0,7 0,03 0,03 ≥ 0,015 0,15 0,05 0,2
HR270LA HR270LA 0,12 0,5 1,0 0,03 0,03 ≥ 0,015 0,15 0,05 0,2
HR300LA HR300LA 0,12 0,5 1,3 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR340LA HR340LA 0,12 0,5 1,5 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR380LA HR380LA 0,12 0,5 1,5 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR420LA HR420LA 0,12 0,5 1,6 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR460LA HR460LA 0,12 0,5 1,7 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR500LA HR500LA 0,12 0,5 1,7 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR550LA HR550LA 0,12 0,6 1,8 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2
HR700LA HR700LA 0,12 0,6 2,1 0,03 0,025 ≥ 0,015 0,15 0,1 0,2

Globale Verfügbarkeit


In Entwicklung     In Erprobung bei Kunden     In Güte für nicht sichtbare Teile erhältlich     In Güte für sichtbare und nicht sichtbare Teile erhältlich (Z)    

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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Zagnelis® Protect (-ZMP) Zagnelis® Surface (-ZMS) Elektrolytisch beschichtet (-EG)
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA
CR270LA CR270LA
CR300LA CR300LA
CR340LA CR340LA
CR380LA CR380LA
CR420LA CR420LA
CR460LA CR460LA
CR500LA CR500LA
CR550LA CR550LA
CR830LA CR830LA
HR240LA HR240LA
HR270LA HR270LA
HR300LA HR300LA
HR340LA HR340LA
HR380LA HR380LA
HR420LA HR420LA
HR460LA HR460LA
HR500LA HR500LA
HR550LA HR550LA
HR700LA HR700LA
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Zagnelis® Protect (-ZMP) Zagnelis® Surface (-ZMS) Elektrolytisch beschichtet (-EG)
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA
CR270LA CR270LA
CR300LA CR300LA
CR340LA CR340LA
CR380LA CR380LA
CR420LA CR420LA
CR460LA CR460LA
CR500LA CR500LA
CR550LA CR550LA
CR830LA CR830LA
HR240LA HR240LA
HR270LA HR270LA
HR300LA HR300LA
HR340LA HR340LA
HR380LA HR380LA
HR420LA HR420LA
HR460LA HR460LA
HR500LA HR500LA
HR550LA HR550LA
HR700LA HR700LA
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Elektrolytisch beschichtet (-EG)
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA
CR270LA CR270LA
CR300LA CR300LA
CR340LA CR340LA
CR380LA CR380LA
CR420LA CR420LA
CR460LA CR460LA
CR500LA CR500LA
CR550LA CR550LA
CR830LA CR830LA
HR240LA HR240LA
HR270LA HR270LA
HR300LA HR300LA
HR340LA HR340LA
HR380LA HR380LA
HR420LA HR420LA
HR460LA HR460LA
HR500LA HR500LA
HR550LA HR550LA
HR700LA HR700LA
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA)
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA
CR270LA CR270LA
CR300LA CR300LA
CR340LA CR340LA
CR380LA CR380LA
CR420LA CR420LA
CR460LA CR460LA
CR500LA CR500LA
CR550LA CR550LA
CR830LA CR830LA
HR240LA HR240LA
HR270LA HR270LA
HR300LA HR300LA
HR340LA HR340LA
HR380LA HR380LA
HR420LA HR420LA
HR460LA HR460LA
HR500LA HR500LA
HR550LA HR550LA
HR700LA HR700LA
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Elektrolytisch beschichtet (-EG)
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA
CR270LA CR270LA
CR300LA CR300LA
CR340LA CR340LA
CR380LA CR380LA
CR420LA CR420LA
CR460LA CR460LA
CR500LA CR500LA
CR550LA CR550LA
CR830LA CR830LA
HR240LA HR240LA
HR270LA HR270LA
HR300LA HR300LA
HR340LA HR340LA
HR380LA HR380LA
HR420LA HR420LA
HR460LA HR460LA
HR500LA HR500LA
HR550LA HR550LA
HR700LA HR700LA
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ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA)
CR210LA CR210LA
CR240LA CR240LA
CR270LA CR270LA
CR300LA CR300LA
CR340LA CR340LA
CR380LA CR380LA
CR420LA CR420LA
CR460LA CR460LA
CR500LA CR500LA
CR550LA CR550LA
CR830LA CR830LA
HR240LA HR240LA
HR270LA HR270LA
HR300LA HR300LA
HR340LA HR340LA
HR380LA HR380LA
HR420LA HR420LA
HR460LA HR460LA
HR500LA HR500LA
HR550LA HR550LA
HR700LA HR700LA

Hinsichtlich der Lieferbarkeit anderer HSLA-Produkte wird um Anfrage gebeten.

Umformung

Die Tiefziehfähigkeit nimmt mit Erhöhung der mechanischen Eigenschaften allmählich ab.
Die Bereiche, innerhalb denen ein Werkstoff auf verschiedenen Wegen ohne Einschnürung umgeformt werden kann, werden anhand von Grenzformänderungskurven bestimmt.

Beispiel für kaltgewalzte HSLA-Stähle berechnete Grenzformänderungskurven (Dicke: 1,0 mm) (ArcelorMittal-Modell für Europa)

Beispiel für kaltgewalzte HSLA-Stähle berechnete Grenzformänderungskurven (Dicke: 1,0 mm) (Keeler-Modell für Nordamerika)

Beispiel für warmgewalzte HSLA-Stähle berechnete Grenzformänderungskurven (Dicke: 2,5 mm) (ArcelorMittal-Modell für Europa)

Beispiel für warmgewalzte HSLA-Stähle berechnete Grenzformänderungskurven (Dicke: 2,5 mm) (Keeler-Modell für Nordamerika)

Weitere Informationen zur Umformung von HSLA-Stählen sowie zu Sonderbeschichtungen und -dicken sind auf Anfrage erhältlich.

Schweißen

Charakterisierung der Schweißbarkeit nach der Methode ISO 18278-2.

Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Dicke (mm) Schweiß­durchmesser (mm) Reine Zugspannung (kN) Schweißdurchmesser (mm) Schubspannung (kN)
CR240LA 1,5 7,11 12,12 6,99 14,11
CR420LA 1,5 7,12 12,55 6,93 15,74
CR460LA 1,5 6,88 11 7,35 18,09
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ArcelorMittal-Bezeichnung Dicke (mm) Schweiß­durchmesser (mm) Reine Zugspannung (kN) Schweißdurchmesser (mm) Schubspannung (kN)
HR300LA 2 7,06 15,08 6,6 18,44
HR340LA 2 6,95 16,59 7,2 21,37
HR550LA 2 7,02 16,46 6,9 27,18

HSLA-Stähle sind gut schweißbar und eignen sich für sämtliche Schweißverfahren.

ArcelorMittal verfügt aufgrund der Charakterisierung seiner Produkte über umfangreiche Erfahrung und bietet für jede HSLA-Güte hinsichtlich der geeigneten Einstellung der Punkt- und Lichtbogenschweißparameter technische Beratung an.

Dauerschwing­festigkeit

HSLA-Stähle verfügen über interessante Dauerfestigkeitseigenschaften.

Die nachfolgende grafische Darstellungen zeigen beispielhaft die Wöhlerkurven verschiedener HSLA-Stähle. Die Ermüdungsfestigkeit ist abhängig von der Anzahl der Lastzyklen als maximale Spannung ausgedrückt. Ermittelt wurden die Werte für 2 Belastungsverhältnisse, und zwar bei symmetrischer Wechselzugbeanspruchung R=-1 und bei Dauerzugbeanspruchung R=0,1.

Aufgrund ihrer hohen Ermüdungsfestigkeit sind diese Stähle für die Fertigung von dauerbelasteten Bauteilen von großem Interesse. Um die Dauerfestigkeitswerte des Grundwerkstoffs in den Schweißzonen dauerhaft zu erhalten, sollte in den zyklisch sehr beanspruchten Bereichen an der Schweißnahtwurzel eine Anarbeitung z. B. durch WIG-Schweißen, Hämmern, Sandstrahlen oder Schleifen vorgenommen werden.

Bezüglich der Dauerfestigkeitsmerkmale seiner HSLA-Stähle kann von ArcelorMittal auf Anfrage komplettes Datenmaterial zur Verfügung gestellt werden.

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