AHSS

AHSS steht für Advanced high-strength steel (Deutsch etwa: weiterentwickelter hochfester Stahl) und bezeichnet Stahlsorten, die eine erhöhte Festigkeit mit Kalt-Umformfähigkeit und Schweißeignung verbinden und seit Mitte des 20. Jahrhunderts zunächst als höherfeste mikrolegierte Stähle (Feinkornstähle) primär zum Einsatz in der Automobilindustrie entwickelt wurden.
Sie gehören zu den Leichtbaustählen, also höherfeste und hochfeste Stähle mit meist sehr guter Umformbarkeit und guter Schweißbarkeit.

Zu den AHSS-Stählen gehören beispielsweise Kaltarbeitsstähle (unlegierte Werkzeugstähle), Dualphasenstahl, Mehrphasenstahl, höchstfester Komplexphasenstahl und Bake-hardening-Stahl.

AHSS-Stähle zeichnen sich durch martensitische und bainitische Gefügeanteile aus, was hohe Festigkeit bei guter Formbarkeit bewirkt.

AHSS-Stähle finden als Bleche im Automobilbau Anwendung. Hier werden sie für sicherheitsrelevante Elemente zur Aufnahme von Verformungsenergie eingesetzt. Dadurch werden die Karosserien leichter und fester, was sowohl zur Gewichtseinsparung als auch zur Crashsicherheit beiträgt.

Terminologie und Klassifizierung

Die Bezeichnung HSS ist missverständlich, da die Abkürzung HSS oder HS häufig auch für High-speed steel steht, einem legierten Schnellarbeitsstahl bzw. Werkzeugstahl, aus dem beispielsweise Spiralbohrer gefertigt werden.

Im Zusammenhang dieses Artikel steht HSS demgegenüber für High-strength steel, also hochfeste Stähle aus der Gruppe der unlegierten Stähle.

AbkürzungBezeichnungEigenschaften
HSSHigh-strength steel
AHSSAdvanced high-strength steelduktiler als HSS und UHSS, Festigkeit 260–900 N/mm² (MPa)
UHSSUltra-high-strength steelweniger duktil als HSS und AHSS, Festigkeit > 550 N/mm², typisch 600–960 N/mm²
HSLAHigh-strength low-alloy steelHochfeste niedriglegierte (HSLA) Stähle enthalten Mikrolegierungselemente und bilden eine Untergruppe der HSS und UHSS

1. Generation AHSS

DP - Dual phase
CP - Complex phase
TRIP-Stahl - TRansformation-induced plasticity (dt. Umwandlungsbewirkte Plastizität)
TRIP-Stahl verfestigt sich bei Verformung.
MART - martensitisch

2. Generation AHSS

Die Zugfestigkeit der AHSS der 2. Generation liegt im Bereich des MART AHSS, die Bruchdehnung liegt jedoch deutlich darüber.

TWIP-Stahl - TWinning induced plasticity (dt. etwa Zwillingsbildungsinduzierte Plastizität)
Mindeststreckgrenze Rp0.2 500–1100 N/mm², Mindestzugfestigkeit Rm 950–1350 N/mm², minimale Bruchdehnung A80 17–50 %.
AHSS der 2. Generation. Hochlegierter Stahl mit austenitischer Mikrostruktur, Austenit kann sich bei Umformung in Martensit umwandeln.
Mangangehalt meist über 12 %, Aluminiumgehalt meist über 2 %, teilweise Siliciumgehalt über 2 %, Kohlenstoffgehalt 0,6–0,8 %.
TWIP-Stahl verfestigt sich bei Verformung und eine Zwillingsbildung tritt ein.
L-IP - Lightweight steels with induced plasticity
SIP - Shear band strengthened steels

3. Generation AHSS

Die Zugfestigkeit der AHSS der 3. Generation liegt im gleichen Bereich, wie die der übrigen AHSS. Die Bruchdehnung liegt jedoch zwischen den AHSS der 1. und jenen der 3. Generation.

Mittelmanganstahl
Mindeststreckgrenze Rp0.2 800–1200 N/mm², Mindestzugfestigkeit Rm über 1200 N/mm², minimale Bruchdehnung A80 18–20 %.
AHSS der 3. Generation. Hochlegierter Stahl mit einer austenitisch-martensitischen oder ferritisch-martensitischen Mikrostruktur.
Mangangehalt meist über 5 %, Siliziumgehalt teilweise über 1 %.
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Fußnoten

  1. ↑ seltener auch AHS, so etwa in Stahlgruppen - Stahlgruppen und Ihre Eigenschaften, Abschnitt Kohlenstoffstahl, Stauber GmbH Meckesheim. In: stauberstahl.de
  2. ↑ Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde - Strukturen – grundlegende Eigenschaften, Abschnitt 4.9.3 Leichtbaustähle, S. 283, 13. Auflage, Springer-Lehrbuch. ISSN 0937-7433, ISSN 2512-5214 (electronic), ISBN 978-3-662-63960-3, ISBN 978-3-662-63961-0 (E-Book), https://doi.org/10.1007/978-3-662-63961-0
  3. ↑ Was ist Werkzeugstahl? (Memento vom 16. Mai 2018 im Internet Archive), In: Kontur-Werkzeugstahl.de
  4. 1 2 3 4 Kvackaj T, Bidulská J, Bidulský R.: Overview of HSS Steel Grades Development and Study of Reheating Condition Effects on Austenite Grain Size Changes. Materials (Basel). 2021 Apr 15;14(8):1988. doi:10.3390/ma14081988. PMID 33921092; PMC 8071465 (freier Volltext).
  5. 1 2 George E. Totten, Rafael Colas: Encyclopedia of Iron, Steel, and Their Alloys (Online Version), S. 3401 CRC Press, Januar 2016. ISBN 978-1-4665-1105-7, In: google.de/books/
  6. 1 2 M. Otto (2024): Kapitel Relevante Werkstoffe und Werkstofftechniken im Fahrzeugbau. In: Friedrich, H.E., Müller, G. (eds) Werkstoffe und Bauweisen in der Fahrzeugtechnik. ATZ/MTZ-Fachbuch. 2024. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. doi:10.1007/978-3-662-65269-5_3