M2 HS Weld

Höchstfeste Schweißverbindungen
Ultra-high strength welds  Projektleiterin: Ing. Hannes Pahr BSc.
Beteiligte Partner:
  • voestalpine Böhler Welding Austria GmbH, Kapfenberg
  • voestalpine Stahl GmbH, Linz
  • Fronius International GmbH, Wels
  • Montanuniversität Leoben, Institut für Metallkunde und Werkstoffprüfung
  • Technische Universität Graz, Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik
  • Technische Universität Wien, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
Abstract The goal in the framework of this project is the development of a filler material with a yield strength of 1100 MPa and an adequate toughness. The need of constructions with reduced weight and the requirement of carrying higher loads increase the demands on high strength steels. Developing high strength filler materials with acceptable toughness is an essential task for the realization of these ultra-high strength steel designs. The development of filler metals has now reached its limitation at a yield strength of 960 MPa. The usage of micro-alloying elements should help to overcome this limitation. Thermodynamic and kinetic simulations will be performed to understand and learn about the effect of the different alloying elements.
Kurzbeschreibung In hoch- und ultrahochfesten thermomechanisch warmgewalzten Feinkornbaustählen und Schweißzusatzwerkstoffen werden Mikrolegierungselemente wie beispielsweise Ti, Nb, B und V eingesetzt. Diese Elemente bilden mit Stickstoff und Kohlenstoff im flüssigen und festen Zustand Ausscheidungen, welche auf unterschiedliche Weise die Eigenschaften der Stähle und Schweißgüter beeinflussen, z.B. Festigkeitssteigerung durch Ausscheidungshärtung, Behinderung des Kornwachstums. Während der Weiterverarbeitung der Bleche zu Bauteilen durch Schweißen kommt es durch die Wärmewirkung des Prozesses (Zeit-Temperatur-Zyklus) in der Wärmeeinflusszone zu Veränderungen des während der Herstellung eingestellten Ausscheidungszustandes. Je nach Temperatur und Legierungszustand können weitere Ausscheidungen gebildet werden oder bestehende vergröbert bzw. aufgelöst werden. Diese mikrostrukturellen Vorgänge bewirken in weiterer Folge eine Veränderung der mechanisch-technologischen Eigenschaften im Schweißnahtbereich. Eine Steigerung der Festigkeit in reinen Schweißgütern ist durch konventionelle Mischkristallhärtung einfach durchzuführen. Als kritisch ist dabei das Erreichen der geforderten Zähigkeitseigenschaften bei tieferen Temperaturen zu betrachten. Durch den Einsatz von Mikrolegierungselementen kann hier ein optimiertes Zähigkeits- und Festigkeitsverhältnis erzielt werden. Ziel des Projektes ist es ein Verständnis für das Legierungsdesign von mikrolegierten Zusatzwerkstoffen hinsichtlich der Schweißeignung aufzubauen. Um den experimentellen Aufwand zu reduzieren sollen thermodynamische und kinetische Simulationen der Ausscheidungsbildung durchgeführt werden. Bei den Schweißzusatzwerkstoffen soll so ein optimiertes Festigkeits-Zähigkeits-Verhältnis erzielt werden. Diese Erkenntnisse sollen dazu genutzt werden, einen Schweißzusatzwerkstoff für die Festigkeitsklasse S1100 zu entwickeln.

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