Menu My space
Global Automotive & Mobility Solutions
Choose product sheet language

TRIP-Stähle (TRansformation Induced Plasticity)

Beschreibung

TRIP-Stähle zeichnen sich aufgrund ihres Mikrogefüges durch eine sehr vorteilhafte Kombination von Festigkeit und Dehnfähigkeit aus. Sie eignen sich daher besonders gut für die Fertigung von Strukturbauteilen und Verstärkungen komplexer Form. Das Mikrogefüge besteht aus einer duktilen ferritischen Matrix  mit inselförmig eingelagerten harten Bainitphasen und Restaustenit. Die während der plastischen Verformung stattfindende Umwandlung des Austenit in Martensit (TRIP-Effekt oder Transformation Induced Plasticity) gewährleistet eine sehr hohe Dehnfähigkeit des Werkstoffs. Dieser TRIP-Effekt verleiht dem Stahl ein ausgezeichnetes Verhältnis von Festigkeit und Duktilität.

Das erhebliche Verfestigungspotenzial dieser Stähle gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der Verformungen, also eine gute Tiefziehfähigkeit. 

Die Streckgrenze von TRIP-Stahl steigt im Vergleich zu seinem Referenzwert auf Flachmetall während der Herstellung der Teile deutlich an, sowohl durch lokale Tiefziehverformungen als auch durch den BH-Effekt (Bake Hardening) beim Lackieren. Diese Effekte können genutzt werden, um das Design des Bauteils, insbesondere sein Crashverhalten, zu optimieren. Siehe weiter unten.

Anwendungs­bereiche

TRIP-Stähle werden aufgrund ihres hohen Energieaufnahmevermögens und aufgrund ihrer guten Ermüdungsfestigkeit hauptsächlich für die Fertigung von Struktur- und sicherheitsrelevanten Bauteilen, wie z.B. Quer- und Längsträger, B-Säulenverstärkungen, Schweller und Stoßfängerverstärkungen eingesetzt.

ArcelorMittal verfügt bezüglich der Umform- und Gebrauchseigenschaften seiner TRIP-Stähle über umfassendes Datenmaterial. Zwecks frühzeitiger Berücksichtigung dieser Stähle bei neuen Konzeptentwicklungen können von einem Spezialistenteam projektspezifische Untersuchungen aufbauend auf Modellierungen oder Versuchen durchgeführt werden.

  • B-Säulenverstärkung aus CR450Y780T-TR-EG (Dicke: 1,2 mm)

  • Stoßfänger-Querträger aus elektrolytisch beschichtetem CR450Y780T-TR-EG (Dicke: 1,6 mm)

Bezeichnungen und Normen

Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Euronorms VDA 239-100 JFS ABNT NBR
CR400Y690T-TR TRIP700 HCT690T (+ZE,+Z) CR400Y690T-TR (-UNC,-EG,-GI) TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800 HCT780T (+ZE, +ZF) CR450Y780T-TR (-UNC,-EG,-GA) JSC780T TRIP800
  • Euronorms

    Unbeschichtet (EN 10338: 2015): Stahlsortenbezeichnung
    Elektrolytisch beschichtet (EN 10338: 2015 + EN 10152: 2017): Stahlsortenbezeichnung+ZE
    Galvannealed (EN 10346: 2015): Stahlsortenbezeichnung+ZF
    Extragal® (EN 10346: 2015): Stahlsortenbezeichnung+Z

  • VDA 239-100

    Unbeschichtet: Stahlsortenbezeichnung - UNC
    Elektrolytisch beschichtet: Stahlsortenbezeichnung-EG
    Galvannealed: Stahlsortenbezeichnung-GA
    Extragal®: Stahlsortenbezeichnung GI

Mechanische Eigenschaften

Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Richtung Streckgrenze Rp0,2 (MPa) Zugfestigkeit Rm (MPa) Typ 1 Min. A50mm (%) Typ 2 Min. A80mm (%) Typ 3 Min. A50mm (%) Min. BH2 MPa n10-20/Ag
CR400Y690T-TR TRIP700 RD 400 - 520 690 - 800 25 24 26 40 0,19
CR450Y780T-TR TRIP800 RD 450 - 570 780 - 910 22 21 23 40 0,16

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)

  • Typisches Mikrogefüge eines CR450Y780T-TR-EG (Restaustenitanteil ca. 18%)

  • Typisches Mikrogefüge eines CR400Y690T-TR-GI (Restaustenitanteil ca. 10%)

Chemische Zusammen­setzung

Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Max. C (%) Max. Si (%) Max. Mn (%) Max. P (%) Max. S (%) Al (%) Max. Cu (%) Max. B (%) Max. Ti + Nb (%) Max. Cr + Mo (%)
CR400Y690T-TR TRIP700 0,24 2,0 2,2 0,05 0,01 0,015 - 2,0 0,2 0,005 0,2 0,6
CR450Y780T-TR TRIP800 0,25 2,2 2,5 0,05 0,01 0,015 - 2,0 0,2 0,005 0,2 0,6

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)    

Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Elektrolytisch beschichtet (-EG) Jetgal® (-ZV)
CR400Y690T-TR TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800
Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Unbeschichtet (-UNC) Extragal® (-GI) Elektrolytisch beschichtet (-EG) Jetgal® (-ZV)
CR400Y690T-TR TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800
Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA)
CR400Y690T-TR TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800
Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung Extragal® (-GI)
CR400Y690T-TR TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800
Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung
CR400Y690T-TR TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800
Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Gattungs­bezeichnung
CR400Y690T-TR TRIP700
CR450Y780T-TR TRIP800

Umformung

Im Verhältnis zu ihrer Zugfestigkeit weisen TRIP-Stähle eine hohe Duktilität auf. Ein CR450Y780T-TR verfügt z. B. über eine gleichmäßig verteilte Dehnfähigkeit, die mit der eines ArcelorMittal 04 vergleichbar ist.

Zur Veranschaulichung zeigt das nachstehende Schaubild die Grenzformänderungskurven der kaltgewalzten Qualitäten CR400Y690T-TR und CR450Y780T-TR für eine Blechdicke von 1,5 mm. Sie ergeben eine bessere Umformbarkeit als die eines CR330Y590T-DP mit niedrigeren Festigkeitswerten.

Grenzformänderungskurven der kaltgewalzten Qualitäten TRIP 690 und 780 (Dicke: 1,5 mm) (ArcelorMittal-Modell für Europa)

Grenzformänderungskurven der kaltgewalzten Qualitäten TRIP 690 und 780 (Dicke: 1,5 mm) (Keeler-Modell für Nordamerika)

Weitere Informationen bezüglich der Umformung von TRIP-Stählen sind auf Anfrage erhältlich.

Schweißen

Punktschweißen

Bei geeigneter Einstellung der Schweißparameter können TRIP-Stähle mit den herkömmlichen Verfahren geschweißt werden.

Als Beispiel zeigt die nachstehende Tabelle die auf Grundlage der ISO-Norm 18278-2 für homogene Punktschweißverbindungen der Stahlqualitäten CR400Y690T-TR-GI und CR450Y780T-TR, elektrolytisch beschichtet, ermittelten Richtwerte:

Zeig alle
ArcelorMittal-Bezeichnung Beschichtung Dicke (mm) Schweiß­durchmesser (mm) Reine Zugspannung (kN) Schubspannung (kN)
CR400Y690T-TR Extragal® 1,0 6,5 6,7 13
CR450Y780T-TR Electrogalvanised 1,0 6,7 5,5 13,7

MAG- Schweißen

Beim MAG (Metal Active Gas) - Lichtbogenschweißen wird Schmelzschweißdraht unter Aktivgasschutzbedingungen eingesetzt. Das Verfahren eignet sich für Blechdicken über 0,8 mm. Die MAG-Schweißeignung von CR450Y780T-TR wurde auf Grundlage der Schweißverfahrensprüfungen der Normen EN 288 und EN 25817 an einer Stumpfnahtschweißverbindung mit einer Blechdicke von 1,5 mm ermittelt. Dabei betrug die aufgebrachte Schweißenergie ca. 2 kJ/cm.

Aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Qualität CR450Y780T-TR ist das Kohlenstoffäquivalent von ca. 0,50 relativ hoch. Trotzdem sind keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung einer eventuellen Kaltrissgefahr erforderlich, da das Auftreten von Schweißspannungen im Flanschbereich durch die geringen Blechdicken (< 2 mm) auf ein Mindestmaß beschränkt wird.

Für das MAG-Schweißen der Qualität CR450Y780T-TR bei Blechdicken von ca. 1,5 mm haben sich folgende Parameter bewährt:

  • Schweißdraht des Typs G3Si1 gemäß EN 440;
  • Schutzgas: Argon + 8% CO2.
  • (M21 gemäß EN 439).

In den durchgeführten Schweißverfahrensprüfungen wurde ein zufriedenstellendes globales Schweißnahtverhalten gegenüber den vorgeschriebenen mechanischen Festigkeitswerten der einschlägigen Normen mit folgenden Ergebnissen nachgewiesen:

  • Einwandfreie Biegung bei 120° und Rissbildung auf der Unterseite bei 180°;
  • Im Zugversuch, dank der Schweißgut/Schmelzgut - Benetzung, eine ausnahmslose Konzentration der Brüche im Grundwerkstoff, und das selbst bei Einsatz von Schweißdraht des Typs G3Si1.

Laserschweißen

Bei den durchgeführten Laserschweißversuchen wurden keine besonderen Schwierigkeiten festgestellt, wobei die oeberlappungstechnik sich für TRIP/TRIP- Schweißverbindungen als besonders geeignet erwiesen hat.

ArcelorMittal verfügt über eine umfangreiche Erfahrung mit dem Schweißen seiner TRIP-Stähle und bietet für jede Qualität eine technische Beratung zur optimalen Schweißparametereinstellung an.

Dauerschwing­festigkeit

Gegenüber herkömmlichen Stählen weisen TRIP-Stähle aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit interessante Dauerfestigkeitswerte auf.

Als Beispiel zeigen die beiden folgenden grafischen Darstellungen die Wöhlerkurven verschiedener TRIP-Stähle. Die Kurven zeigen die Ermüdungsfestigkeit abhängig von der Anzahl der Lastzyklen und ausgedrückt als maximale Spannung. Ermittelt wurden die Werte für 2 Belastungsverhältnisse, und zwar bei symmetrischer Wechselzugbeanspruchung R=-1 und bei Dauerbeanspruchung R=0,1.

Die nachstehende grafische Darstellung zeigt die oligo-zyklischen oder EN-Kurven (dehnungskontrollierte Schwingfestigkeitskurven) derselben Stähle. Sie sind abhängig von der Anzahl der Wechselzüge als Verformungsamplituden ausgedrückt, wobei ein Zyklus zwei Wechselzügen entspricht. Weitere unter hohen oder niedrigen Anzahlen von Lastzyklen ermittelte Dauerfestigkeitswerte können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden.

ArcelorMittal ist bereit seinen Kunden eine komplette Datenbank mit den Dauerfestigkeitsmerkmalen seiner TRIP-Stähle zur Verfügung zu stellen.

Crash­festigkeit

TRIP-Stähle verfügen aufgrund ihrer sehr hohen Bruchfestigkeit über hervorragende Leistungsmerkmale bei der Energieaufnahme unter Crashbedingungen.

Diese hohe Energieaufnahme wurde im Axialkompressionsversuch am Hutprofil mit punktgeschweißter Schließplatte bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 56 km/h ermittelt. Die Prüfungen haben das hervorragende Crashverhalten dieser Stähle nachgewiesen.

Leichtbaupotenzial (prozentuale Masseneinsparung) einiger TRIP-Stähle im Vergleich mit einem HSLA 380 Stahl (Referenzmaterial)

Leichtbaupotenzial (prozentuale Masseneinsparung) einiger TRIP-Stähle im Vergleich mit einem HSLA 380 Stahl (Referenzmaterial)

Bei diesen Werten handelt es sich um Prüfergebnisse an biegegeformten Prüfkörpern. Die beim Tiefziehen auftretende Verfestigung wirkt sich sehr positiv auf das Energieaufnahmevermögen dieser Stähle aus. Um dieses Potenzial der TRIP-Stähle voll auszuschöpfen, sollten bei der Konzeption von Bauteilen sie mechanischen Eigenschaften nach der Umformung (und Verfestigung) berücksichtigt werden und nicht die des Flachprodukts. Anhand von Stauchversuchen an tiefgezogenen Prüfkörpern wurde im Vergleich zu Biegeproben eine Erhöhung des Energieaufnahmevermögens um 9% festgestellt.

You may also be interested in

Explore our best-in class steel solutions

Search our products

Create your personal catalogue

By strength

0MPa 2000MPa
0MPa 2000MPa

By product reference




Results


Strength

700 500 MPa 2000 MPa

Tailor your ArcelorMittal Automotive web experience

I am ...

I am especially interested in information about automotive steel for…

My ArcelorMittal Automotive space

This is your personal space on ArcelorMittal's global automotive website. You can keep your favorite ArcelorMittal automotive web pages and documents in a safe place

My space

Configure this website

If you want, you can tailor your web experience on this automotive website to your personal needs. By selecting your job profile and/or region (both optional) you enable us to personalize the content you see on this website.
No matter which job profile or region you select, you will always have unlimited access to all the information on this website. The only thing that changes is that you will be offered more tailored content. As well as your profile and region, we also use your browsing history on this website to remember your personal preferences and identify the most appropriate content for you.
We are confident that this will help you to find the inspiration you are looking for on the ArcelorMittal automotive website.