Dualphasenstahl

Stähle, die als Dualphasenstahl klassifiziert werden, haben ein ferritisch-martensitisches Mikrogefüge. Dualphasenstähle sind für ihre Zugfestigkeit bekannt. Sie werden daher bevorzugt in der Automobilindustrie verwendet. In der europäischen Norm sind sie unter der Bezeichnung EN 10346 standardisiert.

Eigenschaften von Dualphasenstahl

Das Mikrogefüge von DP-Stählen besteht aus einer Mischung ferritischen Matrix und einem zweiphasigen Martensit, welches elliptisch in der Korngrenze positioniert ist. Dualphasenstähle bestehen aus etwa 10 – 40 % Martensit. Je höher der Anteil, desto höher die Zugfestigkeit. Darüber hinaus haben sie eine niedrige Bruchdehnung und Streckfestigkeit.

Der Dualphasenstahl hat außerdem einen starken Bake-Hardening Effekt (BH-Effekt). Dabei handelt es sich um einen Zustand, bei dem die Streckfestigkeit nach einem kontrollierten Alterungsprozess erhöht wird. Die Zugfestigkeit des Werkstoffes wird bei relativ niedriger Temperatur (hier: etwa 170°C) erhöht.

Resultat: Dualphasenstähle können dank der niedrigen Dehngrenze plastisch deformiert werden ohne zu Bruch zu gehen (hohe Zugfestigkeit). Sie werden im Anschluss einem Härteverfahren unterzogen, welcher durch den starken BH-Effekts wenig Energie und Aufwand beansprucht.

Zusammensetzung von DP-Stählen

Dualphasenstähle bestehen aus einem Gefüge von Ferrit und Martensit. Der harte Martensit entstehen bei dem schnellen Abschrecken des Austenits. So können die Kohlenstoffmoleküle nicht diffundieren, sodass sich ein martensitischen Gefüge bildet.

Legierungselemente wie Mangan, Molybdän, Nickel und Chrom können die Härtbarkeit noch verbessern. Die Zusammensetzung und Balance dieser Elemente bestimmt über weitere Werkstoffeigenschaften, wie Schweißbarkeit und Verformbarkeit.

Herstellung von Dualphasenstahl

Stähle, die für die Umwandlung zu DP-Stählen geeignet sind, haben einen niedrigen bis mittleren Kohlenstoffgehalt. Das darin enthaltenen Austenit sollte einen hohen Kohlenstoffgehalt aufweisen, während die Ferrite einen niedrigen C-Gehalt haben sollten.

Beim Glühen wird der Werkstoff bei Temperaturen über dem A1-Level gehalten. Bei den meisten Stahlsorten sind das um die 800°C.

Als nächstes wird der Werkstoff abgekühlt. Bei Temperaturen unter dem A3-Level wird Austenit in Martensit umgewandelt.

Anwendungsgebiete von Dualphasenstahl

Da die plastische Deformation bei DP-Stählen mit wenig Aufwand durchgeführt werden kann, werden sie oft tiefgezogen. Die Automobilindustrie nutzt sie besonders häufig, da sie nach der Umformung mit wenig Energie gehärtet werden können. Anwendung finden Dualphasenstähle vor allem bei Autotüren und der Karosserie.