DE102020203421A1

DE102020203421A1 - Stahlflachprodukt mit einem ZnCu-Schichtsystem

Info

Publication number: DE102020203421A1
Application number: DE102020203421.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Stille; Stefan Bienholz; Maria Köyer; Manuela Ruthenberg
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stahlflachprodukt (13) zur Herstellung eines Stahlbauteils umfassend ein Stahlsubstrat (15) mit einem mindestens auf einer Seite des Stahlsubstrats (15) vorhandenen Korrosionsschutzüberzug (16). Dabei umfasst der Korrosionsschutzüberzug (16) ein Schichtsystem (17). Hierbei umfasst das Schichtsystem (17):zwischen 25 und 40 Gew.-% Kupfer,maximal 5 Gew.-% sonstiger BeilegierungenRest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stahlflachprodukt mit einem Korrosionsschutzüberzug, der ein ZnCu-Schichtsystem aufweist, ein entsprechendes Stahlbauteil sowie Verfahren zur Herstellung von Stahlflachprodukt und Stahlbauteil.
Wenn hier von „Stahlflachprodukten“ die Rede ist, so sind damit Stahlbänder, Stahlbleche oder daraus gewonnene Platinen und dergleichen gemeint.
Um die im modernen Karosseriebau geforderte Kombination aus geringem Gewicht, maximaler Festigkeit und Schutzwirkung zu bieten, werden heutzutage in solchen Bereichen der Karosserie, die im Fall eines Crashs besonders hohen Belastungen ausgesetzt sein könnten, aus hochfesten Stählen warmpressgeformte Bauteile eingesetzt.
Beim Warmpresshärten, auch Warmumformen genannt, werden Stahlplatinen, die von kalt-oder warmgewalztem Stahlband abgeteilt sind, auf eine in der Regel oberhalb der Austenitisierungstemperatur des jeweiligen Stahls liegende Verformungstemperatur erwärmt und im erwärmten Zustand in das Werkzeug einer Umformpresse gelegt. Im Zuge der anschließend durchgeführten Umformung erfährt der Blechzuschnitt bzw. das aus ihm geformte Bauteil durch den Kontakt mit dem kühlen Werkzeug eine schnelle Abkühlung. Die Abkühlraten sind dabei so eingestellt, dass sich im Bauteil ein Härtegefüge ergibt. Das Gefüge wird in ein martensitisches Gefüge umgewandelt.
Typische Stähle, die für das Warmpresshärten geeignet sind, sind die Stähle A-E, deren chemische Zusammensetzung in der Tabelle 4 aufgelistet ist.
Den Vorteilen der für das Warmpresshärten besonders geeigneten Mangan-Bor-Stähle steht in der Praxis der Nachteil gegenüber, dass manganhaltige Stähle im Allgemeinen unbeständig gegen Nasskorrosion sind. Diese im Vergleich zu niedriger legierten Stählen bei Einwirken erhöhter Chloridionen-Konzentrationen starke Neigung zu lokal zwar begrenzter, jedoch intensiver Korrosion macht die Verwendung von zur Werkstoffgruppe der hochlegierten Stahlbleche gehörenden Stählen gerade im Karosseriebau schwierig. Zudem neigen manganhaltige Stähle zu Flächenkorrosion, wodurch das Spektrum ihrer Verwendbarkeit ebenfalls eingeschränkt wird.
Ferner ist aus Untersuchungen bekannt, dass bei Mn-B-Vergütungsstählen für komplexe crashrelevante Strukturbauteile in Fahrzeugkarosserien unter ungünstigen Bedingungen, z.B. bei erhöhtem Wasserstoffeintrag und bei Vorliegen erhöhter Zugspannungen, während der Fertigung oder der weiteren Verarbeitung dieser Stähle potentiell das Risiko einer Wasserstoffversprödung bzw. die Gefahr des Auftretens einer wasserstoffinduzierten verzögerten Rissbildung besteht. Der Wasserstoffeintrag wird durch die höhere Aufnahmefähigkeit des Stahlsubstrats im austenitischen Gefügezustand während der Glühbehandlung begünstigt.
Im Stand der Technik existieren verschiedene Vorschläge, die darauf abzielen, die Wasserstoffaufnahme von manganhaltigen Stählen während des temperierten Zustandes zu reduzieren bzw. auch solche Stähle mit einem metallischen Überzug zu versehen, der den Stahl vor korrosivem Angriff schützt. Dabei werden aktive und passive Korrosionsschutzsysteme unterschieden.
Aktive Korrosionsschutzsysteme werden üblicherweise durch kontinuierliches Aufbringen eines zinkhaltigen Korrosionsschutzüberzuges hergestellt. Passive Korrosionsschutzsysteme werden dagegen typischerweise durch Aufbringen eines aluminiumhaltigen Überzuges, insbesondere einer Aluminium-Silizium-Beschichtung (AISi), die eine gute Barrierewirkung bezüglich korrosiver Angriffe bietet, hergestellt.
Bei bisherigen aluminiumhaltigen Korrosionsschutzüberzügen, gibt es mehrere negative Aspekte. So ist der Energieverbrauch einer Feuerbeschichtungsanlage zur Herstellung von AlSi-Beschichtungen aufgrund der hohen Schmelztemperatur des Beschichtungsmaterials relativ groß. Darüber hinaus können diese Beschichtungen auf Mangan-Bor-Stählen nur im gewissen Umfang kalt umgeformt werden. Aufgrund einer harten intermetallischen Fe-Al-Si-Phase kommt es beim Kaltumformprozess zu Abplatzungen der Beschichtung. Hierdurch werden Umformgrade eingeschränkt. Die AISi-Beschichtungen erfordern daher regelmäßig eine direkte Warmumformung. In Kombination mit einer kathodischen Tauchlackierung, die eine gute Haftung der Lackschicht auf der Oberfläche der AISi-Beschichtung ermöglicht, lässt sich eine gute Barrierewirkung bezüglich korrosiver Angriffe erzielen. Des Weiteren ist bei dieser Beschichtungsvariante der Wasserstoffeintrag in den Stahlwerkstoff zu berücksichtigen, der bei ungünstigen Prozessbedingungen die Nutzung einer Taupunktregelung am Durchlaufofen für den Presshärteprozess erforderlich machen kann. Der mit der Taupunktregelung verbundene Energieverbrauch verursacht zusätzliche Kosten in der Bauteilherstellung.
Der alternative Einsatz von zinkhaltigen Korrosionsschutzüberzügen hat jedoch den Nachteil, dass Zink mit ca. 419 °C einen relativ niedrigen Schmelzpunkt aufweist. Während der Warmumformung dringt dann der flüssige, zinkhaltige Überzug in den Grundwerkstoff ein und führt dort zu einer starken Rissbildung (sogenannte Flüssigmetallversprödung).
Zinkhaltige Korrosionsschutzüberzuge für die Warmumformung sind beispielsweise aus der DE20122563U1 und der W02016/071399A1 bekannt. Dabei offenbart die W02016/071399A1 die Verwendung einer Zinkschicht mit einer zusätzlichen Kupferschicht. Für den Kupfer- und Zinkanteil werden jedoch nur sehr breite Bereiche offenbart.
Davon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen konkreten Korrosionsschutzüberzug bereitzustellen, der für die Warmumformung geeignet ist, das warmumgeformte Stahlbauteil ausreichend vor Korrosion schützt und eine gute Verarbeitung des Stahlbauteils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stahlflachprodukt zur Herstellung eines Stahlbauteils umfassend ein Stahlsubstrat mit einem mindestens auf einer Seite des Stahlsubstrats vorhandenen Korrosionsschutzüberzug. Dabei ist das Gefüge des Stahlsubstrats durch ein Warmumformen in ein martensitisches Gefüge umwandelbar. Zudem umfasst der Korrosionsschutzüberzug ein Schichtsystem, wobei das Schichtsystem zwischen 25 Gew.-% und 40 Gew.-% Kupfer, maximal 5 Gew.-% sonstiger Beilegierungen, Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst. Die sonstigen Beilegierungen können beispielsweise durch Eisen gebildet werden.
Bei einer weitergebildeten Variante umfasst das Schichtsystem mindestens 26 Gew.-%, bevorzugt mindestens 27 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 29 Gew.-% Kupfer. Unabhängig davon umfasst das Schichtsystem bevorzugt maximal 35 Gew.-% Kupfer, besonders bevorzugt maximal 34 Gew.-% Kupfer.
Insbesondere besteht das Schichtsystem neben den genannten Kupfergehalten lediglich aus Zink, Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen oder lediglich aus Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen. Im ersten Fall bildet also Eisen die sonstigen Beilegierungen und im zweiten Fall treten keine sonstigen Beilegierungen auf. Dabei ist im Sinne dieser Anmeldung ein Element eine unvermeidbare Verunreinigung des Schichtsystems, wenn der Massenanteil im Schichtsystem kleiner ist als 1.0 Gew.-%. Diese Definition bezieht sich lediglich auf unvermeidbare Verunreinigungen des Schichtsystems. Für die später genannten unvermeidbaren Verunreinigungen im Stahlsubstrat gelten die fachüblichen Grenzwerte.
Ein Kupfergehalt von mindestens 25 Gew.-% hat mehrere Vorteile. Zum einen ist der Schmelzpunkt ausreichend hoch, so dass der Anteil von flüssigen Phasen während der Warmumformung reduziert wird. Damit kann sowohl die beschriebene Flüssigmetallversprödung vermindert werden als auch eine Schichtanhaftung der verflüssigten Schicht an Werkzeugen reduziert werden. Zum anderen haben Messungen ergeben, dass ab einem Kupferanteil von 25 Gew.-%die maximale Risslänge bei der Umformung reduziert ist. Die maximale Risslänge wurde dabei lichtmikroskopisch an einem metallographischen Querschliff ermittelt, wobei das Material hierzu aus den risskritischen Bereichen eines exemplarischen Bauteils (Omega-Profil) entnommen wurde. Gewertet wurde jeweils die Risslänge innerhalb des Stahlsubstrats, also ohne Berücksichtigung der Rissanteile innerhalb der Beschichtung.
Mit steigendem Kupfergehalt ergibt sich zudem ein weiterer Vorteil. Untersuchungen haben ergeben, dass die Weiterverarbeitung mittels Widerstandsschweißen erleichtert wird. Während bei einem Kupfergehalt von 25 Gew.-% zwar Widerstandsschweißen möglich ist, ist das Prozessfenster mit einem Schweißbereich gemäß EN ISO 14327:2004 jedoch mit 0,2kA relativ klein. Dagegen beträgt der Schweißbereich bei einem Kupfergehalt von 30 Gew.-% bereits 0,6kA, was ein gutes Prozessfenster darstellt. Geringe Erhöhungen des Kupferanteils in diesem Bereich haben somit eine signifikante Verbesserung der Schweißbarkeit zur Folge.
Ein zu hoher Kupferanteil hat allerdings Auswirkungen auf den aktiven Korrosionsschutz, da das Schichtsystem durch die Beilegierung von Kupfer immer edler wird. Daher beträgt der Kupferanteil maximal 40 Gew.-%, bevorzugt maximal 35 Gew.-% Kupfer, besonders bevorzugt maximal 34 Gew.-% Kupfer.
Bei dem Stahlsubstrat handelt es sich typischerweise um einen Stahl, insbesondere um einen Mangan-Bor-Stahl, dessen Gefüge durch ein Warmumformen in ein martensitisches Gefüge umwandelbar ist.
Besonders bevorzugt ist das Stahlsubstrat ein Stahl aus der Gruppe der Stähle A-E, deren chemische Analyse in Tabelle 5 angegeben ist. Dabei ist die Tabelle 5 so zu verstehen, dass für jeden Stahl aus der Gruppe der Stähle A-E die Elementanteile in Gewichtsprozent angegeben sind.
Hierbei ist ein minimaler und ein maximaler Gewichtsanteil angegeben. Beispielsweise umfasst der Stahl A also einen Kohlenstoffanteil C: 0.05 Gew.% - 0.10 Gew.%. Wenn die Untergrenze 0 beträgt, ist das Element als optional zu verstehen. Kein Eintrag in der Tabelle bedeutet, dass es keine Beschränkung für das Element gibt. Für die Elemente Chrom und Molybdän ist bei den Stählen C-E lediglich eine Obergrenze für die Summe der Elementgehalte von Chrom und Molybdän vorgesehen. Neben den in der Tabelle aufgeführten Elementen können die Stähle A-E weitere optionale Elemente enthalten, z.B. Cu, N, Ni, V, Sn, Ca. Der Rest besteht jeweils aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Die vorstehenden Erläuterungen zu bevorzugten Stahlsubstraten gelten selbstverständlich ebenso für das Stahlsubstrat des, im nachfolgenden beschriebene Stahlbauteils, sowie die beiden beschriebenen Verfahren.
Bei einer speziellen Ausgestaltung besteht das Schichtsystem aus genau einer Legierungsschicht mit einer Zink-Kupfer-Legierung. Dies hat den Vorteil, dass das Schichtsystem mit einem einzigen Beschichtungsschritt aufgebracht werden kann. Als Beschichtungsverfahren kommt dann insbesondere ein PVD-Verfahren zum Einsatz, da eine elektrolytische Abscheidung einer ZnCu-Legierung auf effiziente und wirtschaftliche Art und Weise, wenn überhaupt nur aus einem cyanidischen Elektrolyten erfolgen kann. Dieser ist jedoch aufgrund seiner Gefahren für die menschliche Gesundheit und die Umwelt großtechnisch nur mit erheblichem Zusatzaufwand einsetzbar.
Bei einer alternativen speziellen Ausgestaltung umfasst das Schichtsystem mindestens zwei alternierenden Schichten aus Kupfer und Zink, wobei zwischen benachbarten Schichten aus Kupfer und Zink jeweils eine Zwischenschicht angeordnet ist, die aus einer Zink-Kupfer-Legierung besteht. Dabei wird insbesondere die Zinkschicht im elektrolytischen Verfahren oder aber durch Schmelztauchbeschichtung aufgebracht, was aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes energieeffizient zu realisieren ist, und die Kupferschicht durch elektrolytische Beschichtung. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass Kupfer und Zink bereits bei Raumtemperatur sehr stark ineinander diffundieren, so dass sich zwischen benachbarten Schichten aus Kupfer und Zink jeweils eine Zwischenschicht ausbildet, die aus einer Zink-Kupfer-Legierung besteht. Daher ist das separate Aufbringen von Kupfer und Zink ein sehr praktikabler Weg, um eine Schicht mit einer Zink-Kupfer-Legierung aufzubringen. Wie bereits erläutert, ist das simultane Aufbringen einer Zink-Kupfer-Legierung zwar möglich, aber mit technischen Schwierigkeiten verbunden. Insbesondere sind nicht alle Beschichtungsverfahren für eine Zink-Kupfer-Legierung geeignet. Zudem hat sich gezeigt, dass durch das separate Beschichten mit Kupfer und Zink auf einfache Weise spezielle Schichtanordnungen der Kupferschicht gleichzeitig mit realisiert werden können, die bestimmte Vorteile mit sich bringen.
So weist das Schichtsystem des Stahlflachproduktes insbesondere eine substratnächste Schicht auf, wobei die substratnächste Schicht eine Kupferschicht ist. Diese Anordnung lässt sich erreichen, indem auf das Stahlsubstrat als erstes eine Kupferschicht aufgebracht wird und anschließend eine Zinkschicht. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass während der Warmumformung das dann flüssige Zink nicht so stark in den Grundwerkstoff eindringen und zu Rissbildung beitragen kann, da sich zwischen dem flüssigen Zink und dem Stahlsubstrat eine Kupferschicht mit einem höheren Schmelzpunkt befindet, die als Barriere fungiert. Somit reduziert diese Anordnung die Flüssigmetallversprödung und damit die Rissbildung.
Bei einer anderen Variante weist das Schichtsystem eine oberflächennächste Schicht auf, wobei die oberflächennächste Schicht eine Kupferschicht ist. Diese Anordnung lässt sich erreichen, indem beim Aufbringen des Schichtsystems auf das Stahlsubstrat als letztes eine Kupferschicht aufgebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass selbst nach der Warmumformung aufgrund dieser Anordnung ein oberflächennaher Bereich mit einem erhöhten Kupfergehalt verbleibt. Das Schichtsystem wird also bei der Warmumformung zu einem Stahlbauteil nicht vollständig homogenisiert. Dieser oberflächennahe Bereich mit einem erhöhten Kupfergehalt hat eine bessere elektrische Leitfähigkeit (aufgrund einer modifizierten Oxidbildung), so dass sich das Stahlbauteil besser zum Widerstandsschweißen eignet.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Stahlbauteil, insbesondere hergestellt durch ein vorbeschriebenes Stahlflachprodukt. Dabei umfasst das Stahlbauteil ein Stahlsubstrat mit einem martensitischen Gefüge und mit einem mindestens auf einer Seite des Stahlsubstrats vorhandenen Korrosionsschutzüberzug. Hierbei umfasst der Korrosionsschutzüberzug ein Schichtsystem und eine angrenzende Oxidschicht. Zudem liegt der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink in Schichtsystem und Oxidschicht zwischen 25 und 40%.
Da bei der Warmumformung signifikante Anteile von Eisen aus dem Stahlsubstrat in den Korrosionsschutzüberzug diffundieren, ist es bei der Beschreibung des warmumgeformten Stahlbauteils zweckmäßiger, den Elementgehalte von Kupfer auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink zu beziehen und nicht auf die Gesamtmasse aller Elemente. Der Elementgehalt von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink nach der Warmumformung entspricht dabei im Wesentlichen dem Anteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse vor der Warmumformung, da die Gesamtmasse vor der Warmumformung im Wesentlichen durch Kupfer und Zink gebildet wird.
Bei einer weitergebildeten Variante beträgt der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink in Schichtsystem und Oxidschicht mindestens 26 %, bevorzugt mindestens 27 %, besonders bevorzugt mindestens 29 %. Unabhängig davon beträgt der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink in Schichtsystem und Oxidschicht bevorzugt maximal 35 %, besonders bevorzugt maximal 34 %. Die Vorteile dieser Werte sind vorstehend mit Bezug auf das Stahlflachprodukt erläutert.
Bei einer speziellen Weiterbildung ist der Massenanteil von Kupfer in der Oxidschicht kleiner als 5 Gew.-%. Es hat sich gezeigt, dass die passivierende Oxidschicht trotz eines oberflächennahen hohen Kupferanteils im Wesentlichen durch Zinkoxide gebildet wird.
Bei einer speziellen Weiterbildung des Stahlbauteils weist der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink im Schichtsystem im oberflächennahen Bereich des Schichtsystems ein lokales Maximum auf. Als oberflächennaher Bereich wird dabei der an die Oxidschicht angrenzende Bereich des Schichtsystems mit einer Dicke von 300nm verstanden. Diese Anordnung lässt sich durch die vorbeschriebene alternierende Beschichtung mit Kupfer und Zink erreichen, wobei beim Aufbringen des Schichtsystems auf das Stahlsubstrat als letztes eine Kupferschicht aufgebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass selbst nach der Warmumformung aufgrund dieser Anordnung ein oberflächennaher Bereich mit einem erhöhten Kupfergehalt verbleibt. Das Schichtsystem wird also bei der Warmumformung zu einem Stahlbauteil nicht vollständig homogenisiert. Dieser oberflächennahe Bereich mit einem erhöhten Kupfergehalt hat eine bessere elektrische Leitfähigkeit, so dass sich das Stahlbauteil besser zum Widerstandsschweißen eignet.
Bei einer weiteren Variante des Stahlbauteils weist der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink im Schichtsystem im substratnahen Bereich des Schichtsystems ein lokales Maximum auf. Als substratnaher Bereich wird dabei der an das Substrat angrenzende Bereich des Schichtsystems mit einer Dicke von 300nm verstanden. Diese Anordnung lässt sich durch die vorbeschriebene alternierende Beschichtung mit Kupfer und Zink erreichen, wobei beim Aufbringen des Schichtsystems auf das Stahlsubstrat als erstes eine Kupferschicht aufgebracht wird. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass während der Warmumformung das dann flüssige Zink nicht so stark in den Grundwerkstoff eindringen und zu Rissbildung beitragen kann, da sich zwischen dem flüssigen Zink und dem Stahlsubstrat eine Kupferschicht mit einem höheren Schmelzpunkt befindet, die als Barriere fungiert. Somit reduziert diese Anordnung die Flüssigmetallversprödung und damit die Rissbildung.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Herstellen eines zuvor beschriebenen Stahlflachprodukts gelöst. Dabei umfasst das Verfahren mindestens die folgenden Schritte:

- Herstellen oder Bereitstellen eines Stahlsubstrats, wobei das Gefüge des Stahlsubstrats durch ein Warmumformen in ein martensitisches Gefüge umwandelbar ist,
- Applizieren eines Schichtsystems zur Bildung eines Korrosionsschutzüberzugs, wobei das Schichtsystem zwischen 25 und 40 Gew.-% Kupfer, maximal 5 Gew.-% sonstiger Beilegierungen, Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst.

Dabei hat das Verfahren die gleichen Vorteile, die vorstehend in Bezug auf das Stahlflachprodukt erläutert wurden. Ebenso gelten für die Elementgehalte des Korrosionsschutzüberzugs die gleichen bevorzugten Zahlenwerte und Intervalle, die vorstehend mit Bezug auf das Stahlflachprodukt erläutert wurden.
Insbesondere ist das Verfahren derart weitergebildet, dass das Applizieren eines Schichtsystems zumindest die folgenden Schritte umfasst:

- Alternierendes Abscheiden von mindestens zwei aneinander angrenzenden Kupfer- und Zinkschichten, so dass sich durch Diffusion zwischen den aneinander angrenzenden Kupfer- und Zinkschichten jeweils eine Zwischenschicht ausbildet, die aus einer Zink-Kupfer-Legierung besteht.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass Kupfer und Zink bereits bei Raumtemperatur sehr stark ineinander diffundieren, so dass sich zwischen benachbarten Schichten aus Kupfer und Zink jeweils eine Zwischenschicht ausbildet, die aus einer Zink-Kupfer-Legierung besteht. Daher ist das separate Aufbringen von Kupfer und Zink ein sehr praktikabler Weg, um eine Schicht mit einer Zink-Kupfer-Legierung aufzubringen. Wie bereits erläutert, ist das simultane Aufbringen einer Zink-Kupfer-Legierung zwar möglich, aber mit technischen Schwierigkeiten verbunden. Insbesondere sind nicht alle Beschichtungsverfahren für eine Zink-Kupfer-Legierung geeignet. Zudem hat sich gezeigt, dass durch das separate Beschichten mit Kupfer und Zink auf einfache Weise spezielle Schichtanordnungen der Kupferschicht gleichzeitig mit realisiert werden können, die bestimmte Vorteile mit sich bringen.
Bevorzugt wird beim Applizieren des Schichtsystems eine Kupferschicht als erste Schicht abgeschieden, so dass das sich ergebende Schichtsystem eine substratnächste Schicht aufweist, wobei die substratnächste Schicht eine Kupferschicht ist. Die Vorteile einer solchen substratnächsten Kupferschicht sind vorstehend mit Bezug auf das Stahlflachprodukt und das Stahlbauteil erläutert.
Bei einer weiteren Variante wird beim Applizieren des Schichtsystems eine Kupferschicht als letzte Schicht abgeschieden, so dass das sich ergebende Schichtsystem eine oberflächennächste Schicht aufweist, wobei die oberflächennächste Schicht eine Kupferschicht ist. Der Vorteil einer solchen oberflächennächsten Kupferschicht sind vorstehend mit Bezug auf das Stahlflachprodukt und das Stahlbauteil erläutert.
Alternativ ist das Verfahren derart weitergebildet, dass das Applizieren eines Schichtsystems mindestens die folgenden Schritte umfasst:

- Gleichzeitiges Abscheiden von Kupfer und Zink, bevorzugt mittels PVD, zur Bildung genau einer Legierungsschicht mit einer Kupfer-Zink-Legierung.

Insbesondere ist das Herstellungsverfahren derart weitergebildet, dass beim Applizieren des Schichtsystems mindestens ein Beschichtungsverfahren zum Einsatz kommt, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus elektrolytische Abscheidung, Physical Vapour Deposition (PVD), Schmelztauchverfahren, sonstige Tauchverfahren, Chemical Vapour Deposition, Slurry-Verfahren, thermisches Spritzen, Walzplattieren und Kombinationen davon.
Bei der Variante, bei der direkt eine Zink-Kupfer-Legierung als genau eine Legierungsschicht aufgebracht wird, kommt bevorzugt ein PVD-Verfahren zum Einsatz, da eine elektrolytische Abscheidung einer ZnCu-Legierung auf effiziente und wirtschaftliche Art und Weise, wenn überhaupt nur aus einem cyanidischen Elektrolyten erfolgen kann. Dieser ist jedoch aufgrund seiner Gefahren für die menschliche Gesundheit und die Umwelt großtechnisch nur mit erheblichem Zusatzaufwand einsetzbar. Eine Schmelztauchbeschichtung bietet sich aufgrund des höheren Schmelzpunktes ebenfalls nicht an.
Beim separaten Aufbringen von Kupferschichten und Zinkschichten werden die Zinkschichten bevorzugt im elektrolytischen Verfahren oder aber durch Schmelztauchbeschichtung aufgebracht, was aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes energieeffizient zu realisieren ist. Dagegen werden die Kupferschichten bevorzugt durch elektrolytische Beschichtung aufgebracht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines vorgenannten Stahlbauteils. Dabei umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Stahlbauteils zumindest die folgenden Schritte:

- Bereitstellen oder Herstellen eines zuvor erläuterten Stahlflachproduktes oder Herstellen eines Stahlflachprodukts durch Anwendung eines zuvor erläuterten Verfahrens;
- Erwärmen des Stahlflachprodukts auf eine Erwärmungstemperatur für das Warmumformen, wobei die Erwärmung unter Umgebungsatmosphäre, unter H2O-reduzierter Atmosphäre oder unter einer Schutzgasatmosphäre erfolgt;
- Warmumformen des bereitgestellten oder hergestellten Stahlflachprodukts, so dass das Stahlbauteil resultiert.

Erwärmen des Stahlflachprodukts auf eine Erwärmungstemperatur für das Warmumformen bedeutet dabei insbesondere ein Erwärmen auf eine Temperatur oberhalb von Ac3, so dass im Wesentlichen ein austenitisches Gefüge im Stahlsubstrat vorliegt. Das anschließende Warmumformen beinhaltet eine Verformung in einem Umformwerkzeug sowie ein schnelles Abkühlen des Stahlflachproduktes. Dies kann insbesondere gleichzeitig durchgeführt werden, indem die Abkühlung durch den Kontakt mit dem Umformwerkzeug erreicht wird.
Durch die Verwendung von H2O-reduzierter Atmosphäre oder Schutzgasatmosphäre beim Erwärmen wird der Oxidationsprozess beeinflusst, so dass sich die Dicke der Oxidschicht gezielt einstellen lässt.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der folgenden Ausführungsbeispiele.
Dabei zeigt die 1 einen beispielhaften metallographischen Schliff eines Stahlflachproduktes.

Als Stahlsubstrat wurde ein Stahlblech mit einer Dicke von 1,5mm aus einem 22MnB5-Stahl, der eine Zusammensetzung gemäß dem Stahl D der Tabelle 4 aufweist verwendet. Auf dieses Stahlsubstrat wurde ein Schichtsystem zur Bildung eines Korrosionsschutzüberzuges aufgebracht. Dabei wurde zunächst eine Kupferschicht als erste Schicht elektrolytisch abgeschieden. Damit ist die Kupferschicht die substratnächste Schicht des Schichtsystems. Anschließend wurde eine Zinkschicht elektrolytisch abgeschieden und darauf erneut eine Kupferschicht als letzte Schicht. Damit weist das Schichtsystem eine oberflächennächste Schicht auf, die eine Kupferschicht ist. Es wurden drei Varianten mit unterschiedlichen Schichtdicken hergestellt, so dass sich unterschiedliche Kupferanteile im Schichtsystem ergeben. In der folgenden Tabelle 1 sind die Schichtaufbauten der drei Varianten angegeben. Tabelle 1: Details der beiden hergestellten Probenvarianten

	Variante A	Variante B	Variante C
Cu-Gehalt	25 Gew.-%	30 Gew.-%	10 Gew.-%
	Substrat	Substrat	Substrat
	1,0 µm Cu	1,3 µm Cu	0,4 µm Cu
Schichtaufbau	7,9 µm Zn	7,4 µm Zn	9,2 µm Zn
	1,1 µm Cu	1,3 µm Cu	0,4 µm Cu
	Oberfläche	Oberfläche	Oberfläche

Die Schichtsysteme umfassen also einen Kupfergehalt, der in der Tabelle angegeben ist, und bestehen ansonsten aus Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen.
1 zeigt beispielhaft ein metallographisches Schliffbild Stahlflachproduktes 13, konkret einer Probe der Variante A. Auf dem Stahlsubstrat 15 ist ein Korrosionsschutzüberzug 16 umfassend ein Schichtsystem 17 angeordnet. Das Schichtsystem 17 umfasst eine erste Kupferschicht 19, die die substratnächste Schicht ist, eine Zwischenschicht 21 aus einer Kupfer-Zink-Legierung, einer Zinkschicht 23, eine weitere Zwischenschicht 25 aus einer Kupfer-Zink-Legierung und eine zweite Kupferschicht 27, die die oberflächennächste Schicht des Schichtsystems bildet. Die beiden Zwischenschichten aus einer Kupfer-Zink-Legierung 21 und 25 haben sich durch Diffusion zwischen den Kupferschichten und der Zinkschicht gebildet. Bereits bei Raumtemperatur ist die Diffusion von Kupfer und Zink stark genug, um signifikante Zwischenschichten zu bilden.
In einem nachfolgenden Schritt wurden die beschichteten Stahlbleche auf eine Erwärmungstemperatur für das Warmumformen erhitzt, also auf eine Temperatur oberhalb von Ac3. In diesem konkreten Fall wurden die Proben bei 880°C für eine Glühdauer zwischen 30 Sekunden und 5 Minuten unter Umgebungsatmosphäre geglüht. Anschließend wurden die Proben unter Abschrecken zu Omega-Profilen umgeformt. Die Omega-Profile sind Beispiele für typische Stahlbauteile. Bei den erzeugten Omega-Profilen wurde abschließend die maximale Risslänge und die Vickers-Härte (gemäß DIN EN ISO 13925:2003-07 in 1/3-Lage) ermittelt. Die maximale Risslänge wurde dabei wie zuvor beschrieben lichtmikroskopisch an einem metallographischen Querschliff ermittelt, wobei das Material hierzu aus den risskritischen Bereichen der Omega-Profile entnommen wurde. Gewertet wurde jeweils die Risslänge innerhalb des Stahlsubstrats, also ohne Berücksichtigung der Rissanteile innerhalb der Beschichtung. Außerdem erfolgte eine Bestimmung des Restaustenitgehalts gemäß DIN EN 13925:2003-07. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt.
Im Ausgangszustand und bei Glühzeiten von 1 Minute und weniger besteht das Gefüge des Stahlsubstrates aus Ferrit, Zementit und körnigen Karbiden. Erst bei längeren Glühdauern kommt es zur Umwandlung zu Austenit während des Glühens und beim Abschrecken zur Bildung von Martensit. Deutlich ist erkennbar, dass erst ab einer Glühdauer von 2 Minuten die Härte im Substrat ansteigt. Ab 3 Minuten Glühdauer wird die maximal mögliche Härte im Bereich von 500 HV5 erreicht. Das Gefüge ist dann beim Glühen vollständig in Austenit umgewandelt und beim Abschrecken wird es fast vollständig in Martensit umgewandelt. Lediglich ein geringer Anteil von Restaustenit verbleibt. Gleichzeitig zeigt sich, dass bei den Varianten A und B vertretbare maximale Risslängen an den Omega-Profilen auftreten, während bei der Variante C, die einen Cu-Gehalt von 10% aufweist, die Risslängen deutlich größer sind.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde als Stahlsubstrat ebenfalls ein Stahlblech mit einer Dicke von 1,5mm aus einem 22MnB5-Stahl, der eine Zusammensetzung gemäß dem Stahl D der Tabelle 5 aufweist, verwendet. Auf dieses Stahlsubstrat wurde ein Schichtsystem zur Bildung eines Korrosionsschutzüberzuges aufgebracht. Dabei bestand das Schichtsystem aus genau einer Legierungsschicht mit einer Kupfer-Zink-Legierung (Variante D). Konkret wurden gleichzeitig Kupfer und Zink mittels PVD abgeschieden, so dass sich auf dem Substrat eine Kupfer-Zink-Legierung bildete. Vorliegend hatte die Legierungsschicht eine Dicke von 10µm und umfasste 34 Gew.-% Kupfer, Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen. In einem nachfolgenden Schritt wurde das beschichtete Stahlbleche auf eine Erwärmungstemperatur für das Warmumformen erhitzt, also auf eine Temperatur oberhalb von Ac3. In diesem konkreten Fall wurden die Proben bei 880°C für eine Glühdauer von 5 Minuten unter Umgebungsatmosphäre geglüht. Anschließend wurde die Probe unter Abschrecken zu einem Omega-Profil umgeformt. Abschließend wurde die maximale Risslänge mit 13µm bestimmt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde als Stahlsubstrat ebenfalls ein Stahlblech mit einer Dicke von 1,5mm aus einem 22MnB5-Stahl, der eine Zusammensetzung gemäß dem Stahl D der Tabelle 5 aufweist, verwendet. Auf dieses Stahlsubstrat wurde ein Schichtsystem zur Bildung eines Korrosionsschutzüberzuges aufgebracht. Dabei wurde zunächst eine Kupferschicht als erste Schicht elektrolytisch abgeschieden. Damit ist die Kupferschicht die substratnächste Schicht des Schichtsystems. Anschließend wurde eine Zinkschicht elektrolytisch abgeschieden und darauf erneut eine Kupferschicht. Auf diese mittlere Kupferschicht folgten eine weitere Zinkschicht und abschließend wieder eine Kupferschicht als letzte Schicht. Damit weist das Schichtsystem eine oberflächennächste Schicht auf, die eine Kupferschicht ist. Insgesamt bestand das Schichtsystem aus drei Kupferschichten und zwei Zinkschichten mit den folgenden Dicken: Tabelle 3: Schichtaufbau einer weiteren Variante

Variante E

Cu-Gehalt 30 Gew.-%

Substrat

0,9 µm Cu

3,7 µm Zn

Schichtaufbau 0,8 µm Cu

3,7 µm Zn

0,9 µm Cu

Oberfläche
Das Schichtsystem umfasst also einen Kupfergehalt, der in der Tabelle 3 angegeben ist, und besteht ansonsten aus Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Auch in diesem Fall haben metallographische Untersuchungen bestätigt, dass sich umgehend zwischen benachbarten Schichten aus Kupfer und Zink jeweils eine Zwischenschicht aus einer Kuper-Zink-Legierung bildet.
In einem nachfolgenden Schritt wurde das beschichtete Stahlbleche auf eine Erwärmungstemperatur für das Warmumformen erhitzt, also auf eine Temperatur oberhalb von Ac3. In diesem konkreten Fall wurden die Proben bei 880°C für eine Glühdauer von 5 Minuten unter Umgebungsatmosphäre geglüht. Anschließend wurde die Probe unter Abschrecken zu einem Omega-Profil umgeformt. Abschließend wurde die maximale Risslänge mit 10µm bestimmt.
An den zuvor beschriebenen Omega-Profilen gemäß den Varianten A, B und D wurde zudem der Schweißbereich für Widerstandsschweißen gemäß EN ISO 14327:2004 ermittelt. Dabei ergab sich für die Variante A mit einem Kupfergehalt von 25 Gew.-% ein Schweißbereich von 0,2kA, für die Variante B mit einem Kupfergehalt von 30 Gew.-% ein Schweißbereich von 0,6kA und für die Variante D mit einem Kupfergehalt von 34 Gew.-% ein Schweißbereich von 0,7kA. Durch eine Erhöhung des Kupferanteils kommt es also zu einer Verbesserung der Schweißbarkeit, wodurch sich ein deutlich besseres Prozessfenster für die Weiterverarbeitung mittels Widerstandsschweißen ergibt. Während allerdings von Variante A zu Variante B der Schweißbereich deutlich steigt, ist die Verbesserung von Variante B zu Variante D nicht so stark, obwohl der Gesamtkupferanteil im Schichtsystem beinahe genauso stark steigt. Dies liegt daran, dass der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink im Schichtsystem bei den Varianten A und B im oberflächennahen Bereich des Schichtsystems ein lokales Maximum aufweist. Dieses lokale Maximum ergibt sich durch die alternierende Beschichtung mit Kupfer und Zink, wobei als letztes eine Kupferschicht aufgebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass selbst nach der Warmumformung aufgrund dieser Anordnung ein oberflächennaher Bereich mit einem erhöhten Kupfergehalt verbleibt. Der oberflächennahe erhöhte Kupfergehalt führt zu zwei Effekte. Zum einen ist die Dicke der Oxidschicht umso geringer je höher der Kupfergehalt ist, da die Oxidschicht im Wesentlichen aus Zinkoxid gebildet wird. Bei einer geringeren Oxidschichtdicke reduziert sich auch die Wärmeentwicklung beim Widerstandspunktschweißen aufgrund der höheren elektrischen Leitfähigkeit. Das Auftreten von Spritzern beim Widerstandspunktschweißen wird eingedämmt und die Abnutzung der Schweißkappen aufgrund übermäßiger Wärmebildung wird vermieden. Zudem kommt es durch den hohen Schmelzpunkt der Zink-Kupfer-Legierung im oberflächennahen Bereich zu einer signifikant verringerten Elementdiffusion zwischen Beschichtungswerkstoff und Schweißkappen, wodurch der Verschleiß der Kappen zusätzlich merklich reduziert wird. Beide Effekte werden durch Kupfergehalt im oberflächennahen Bereich positiv beeinflusst, so dass die Varianten A und B aufgrund des lokale Maximums des Kupferanteils im oberflächennahen Bereich ein besseres Schweißverhalten zeigen als es aufgrund des mittleren Kupferanteils im Schichtsystem zu erwarten wäre.

Eine entsprechende Systematik beobachtet man ebenfalls bei der maximalen Risslänge der Varianten A, B und D. Prinzipiell würde man bei der Variante D die geringste maximale Risslänge erwarten, da sie den höchsten Kupfergehalt aufweist. Stattdessen ergeben sich bei den Varianten A und B mit 10µm und 11µm niedrigere Werte. Dies liegt daran, dass der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink im Schichtsystem bei den Varianten A und B im substratnahen Bereich des Schichtsystems ein lokales Maximum aufweist. Dieses lokale Maximum ergibt sich durch die alternierende Beschichtung mit Kupfer und Zink, wobei als erstes eine Kupferschicht aufgebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass selbst nach der Warmumformung aufgrund dieser Anordnung ein substratnaher Bereich mit einem erhöhten Kupfergehalt verbleibt. Der substratnahe erhöhte Kupfergehalt führt dazu, dass während der Warmumformung der dann flüssige Zink nicht so stark in den Grundwerkstoff eindringen und zu Rissbildung beitragen kann, da sich zwischen dem flüssigen Zink und dem Stahlsubstrat eine Kupferschicht mit einem höheren Schmelzpunkt befindet, die als Barriere fungiert. Somit reduziert diese Anordnung die Flüssigmetallversprödung und damit die Rissbildung. Tabelle 4

Stahlsorte	min / max	C	Si	Mn	P	S	Al	Nb	Ti	Cr+Mo	B
A	min	0,05	0,05	0,50	0,000	0,000	0,015	0,005	0,000		0,0000
A	max	0,10	0,35	1,00	0,030	0,025	0,075	0,100	0,150		0,0050
B	min	0,05	0,03	0,50	0,000	0,000	0,015	0,005	0,000		0,0000
B	max	0,10	0,50	2,00	0,030	0,025	0,075	0,100	0,150		0,0050
C	min	0,05	0,05	1,00	0,000	0,000	0,015	0,005	0,000	0,00	0,0010
C	max	0,16	0,40	1,40	0,025	0,010	0,150	0,050	0,050	0,50	0,0050
D	min	0,10	0,05	1,00	0,000	0,000	0,005		0,000	0,00	0,0010
D	max	0,30	0,40	1,40	0,025	0,010	0,050		0,050	0,50	0,0050
E	min	0,250	0,10	1,00	0,000	0,000	0,015		0,000	0,00	0,0010
E	max	0,380	0,40	1,40	0,025	0,010	0,050		0,050	0,50	0,0500

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20122563 U1 [0012]
WO 2016/071399 A1 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 13925:2003-07 [0052]
DIN EN 13925:2003-07 [0052]

Claims

Stahlflachprodukt (13) zur Herstellung eines Stahlbauteils umfassend ein Stahlsubstrat (15) mit einem mindestens auf einer Seite des Stahlsubstrats (15) vorhandenen Korrosionsschutzüberzug (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutzüberzug (16) ein Schichtsystem (17) umfasst, wobei das Schichtsystem (17) umfasst: zwischen 25 und 40 Gew.-% Kupfer, maximal 5 Gew.-% sonstiger Beilegierungen Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen.
Stahlflachprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem aus 25 - 40 Gew.-% Kupfer, bevorzugt 26 -35 Gew.-% Kupfer, besonders bevorzugt 27 -34 Gew.-% Kupfer, Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen besteht.
Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (17) aus genau einer Legierungsschicht mit einer Zink-Kupfer-Legierung besteht.
Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (17) mindestens zwei alternierenden Schichten aus Kupfer und Zink umfasst, wobei zwischen benachbarten Schichten aus Kupfer (19, 27) und Zink (23) jeweils eine Zwischenschicht (21, 25) angeordnet ist, die aus einer Zink-Kupfer-Legierung besteht.
Stahlflachprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (17) eine substratnächste Schicht (19) aufweist, wobei die substratnächste Schicht eine Kupferschicht ist.
Stahlflachprodukt nach einem der Ansprüche 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem eine oberflächennächste Schicht (27) aufweist, wobei die oberflächennächste Schicht eine Kupferschicht ist.
Stahlbauteil, insbesondere hergestellt durch Warmumformen eines gemäß einem der voranstehenden Ansprüche beschaffenen Stahlflachprodukts (13), umfassend ein Stahlsubstrat mit einem martensitischen Gefüge und mit einem mindestens auf einer Seite des Stahlsubstrats (15) vorhandenen Korrosionsschutzüberzug (16), wobei der Korrosionsschutzüberzug ein Schichtsystem (17)und eine angrenzende Oxidschicht umfasst und wobei der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink in Schichtsystem und Oxidschicht zwischen 25 und 40% liegt.
Stahlbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil von Kupfer in der Oxidschicht kleiner ist als 5 Gew.-%.
Stahlbauteil nach einem der Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink im Schichtsystem im oberflächennahen Bereich des Schichtsystems (17) ein lokales Maximum aufweist.
Stahlbauteil nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil von Kupfer bezogen auf die Gesamtmasse von Kupfer und Zink im Schichtsystem im substratnahen Bereich des Schichtsystems ein lokales Maximum aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Stahlflachprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Schritten: - Herstellen oder Bereitstellen eines Stahlsubstrats (15), wobei das Gefüge des Stahlsubstrats (15) durch ein Warmumformen in ein martensitisches Gefüge umwandelbar ist, - Applizieren eines Schichtsystems zur Bildung eines Korrosionsschutzüberzugs (17), wobei das Schichtsystem zwischen 25 und 40 Gew.-% Kupfer, maximal 5 Gew.-% sonstiger Beilegierungen, Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Applizieren eines Schichtsystems zumindest die folgenden Schritte umfasst - Alternierendes Abscheiden von mindestens zwei aneinander angrenzenden Kupfer- und Zinkschichten, so dass sich durch Diffusion zwischen den aneinander angrenzenden Kupfer- und Zinkschichten jeweils eine Zwischenschicht ausbildet, die aus einer Zink-Kupfer-Legierung besteht.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren des Schichtsystems eine Kupferschicht als erste Schicht abgeschieden wird, so dass das sich ergebende Schichtsystem eine substratnächste Schicht aufweist, wobei die substratnächste Schicht eine Kupferschicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12-13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren des Schichtsystems eine Kupferschicht als letzte Schicht abgeschieden wird, so dass das sich ergebende Schichtsystem eine oberflächennächste Schicht aufweist, wobei die oberflächennächste Schicht eine Kupferschicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren des Schichtsystems mindestens ein Beschichtungsverfahren zum Einsatz kommt, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus elektrolytische Abscheidung, Physical Vapour Deposition (PVD), Schmelztauchverfahren, sonstige Tauchverfahren, Chemical Vapour Deposition, Slurry-Verfahren, thermisches Spritzen, Walzplattieren und Kombinationen davon.
Verfahren zum Herstellen eines gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 beschaffenen Stahlbauteils, umfassend folgende Arbeitsschritte: - Bereitstellen oder Herstellen eines Stahlflachproduktes nach einen der Ansprüche 1-6 oder Herstellen eines Stahlflachprodukts durch Anwendung eines der in den Ansprüchen 11 bis 15 angegebenen Verfahrens; - Erwärmen des Stahlflachprodukts auf eine Erwärmungstemperatur für das Warmumformen, wobei die Erwärmung unter Umgebungsatmosphäre, unter H2O-reduzierter Atmosphäre oder unter einer Schutzgasatmosphäre erfolgt; - Warmumformen des bereitgestellten oder hergestellten Stahlflachprodukts, so dass das Stahlbauteil resultiert.