Gefüge- und Eigenschaftsvorhersage für das Schweißen hochmanganhaltiger Stähle in Mischverbindung

Das Ziel des Vorhabens besteht in der Gefüge- und Eigenschaftsvorhersage für das Schweißen von Mischverbindungen aus austenitischen hochmanganhaltigen und ferritischen bzw. martensitischen Stählen. Bestehende Konstitutionsschaubilder zur Gefügevorhersage, wie das Schaeffler- oder WRC 1992-Diagramm, lassen sich dafür nicht einsetzen, da der Einfluss des hohen Mn-Gehaltes der Fe-Mn-Stähle im Nickel-Äquivalent nicht ausreichend berücksichtigt ist. Deshalb sollen im Vorhaben zwei abkühlzeitabhängige Konstitutionsschaubilder entwickelt werden, die die Prozessspezifika des MSG- und Laserstrahlschweißens berücksichtigen. In Verbindung mit den statischen und dynamischen Prüfungen der Schweißverbindungen wird ein hinreichendes Mittel zur quantitativen Vorhersage des Gefüges, insb. des Martensitanteils, im Schweißgut geschaffen und zur Prognose der Auswirkungen dieser Gefügebestandteile auf die Verbindungseigenschaften geschaffen. Dies erleichtert u. a. die Entwicklung angepasster Zusatzwerkstoffe für die Verarbeitung hochmanganhaltiger Stähle in Mischverbindung. Nutznießer der Ergebnisse sind kmU aus dem Bereich der Zuliefererindustrie der Fahrzeugbranche, die im Rahmen der Prototypenfertigung, aber auch im Serienprozess immer häufiger mit neu entwickelten hochfesten Stählen konfrontiert werden, sowie der Schweißzusatzwerkstoffentwicklung und -herstellung.

Prediction of dissimilar weld metal microstructure and properties of high manganese steels

The objective of the research activity is the prediction of dissimilar weld metal microstructure and properties of austenitic high manganese steels with the above named ferritic and martensitic steels. Current constitution diagrams for weld metal microstructure prediction, such as the Schaeffler diagram or the WRC 1992 diagram cannot be used for the high manganese steels since the influence of the high manganese content in those steels is not sufficiently considered in the Ni equivalent. The proposed research, therefore, aims to develop two constitution diagrams considering the specification of gas metal arc and laser beam welding, which allow the prediction of the dissimilar weld metal microstructure with sufficient accuracy. In combination with destructive testing of dissimilar welds under static and dynamic load the developed constitution diagrams will be a reliable instrument to predict the martensite ratio in the weld metal as well as the resulting mechanical properties of the welds. Moreover they will help to select and to develop new and adapted filler metals for dissimilar welding of high manganese steels. Small and medium-sized enterprises (SME) of the automotive supply industry, which more and more frequently are facing new high strength steel grades in prototype manufacturing and in serial production, as well as SME filler metal manufacturer will benefit from the results of the research project.