In the pipe manufacturing and pipe processing industry, the demand for cost-effective pipes with high strength and good ductility is increasing. In the present study, the inductive longitudinal welding process was combined with a Quenching and Partitioning (Q&P) treatment to manufacture pipes with enhanced mechanical properties. The aim of the Q&P process is to establish a martensitic structure with increased retained austenite content. This allows for the beneficial use of both phases: the strength of martensite as well as the ductility of retained austenite. A 42SiCr steel, developed for Q&P processes, was joined at the longitudinal seam by a high-frequency induction (HFI) welding process and was subsequently heat-treated. The applied heat treatments included normalizing, austenitizing, quenching, and two Q&P strategies (Q&P-A/Q&P-B) with distinct quenching (Tq = 200/150 °C) and partitioning temperatures (Tp = 300/250 °C). Investigations of the microstructures revealed that Q&P tubes exhibit increased amounts of retained austenite in the martensitic matrix. Differences between the weld junction and the base material occurred, especially regarding the morphology of the martensite; the martensite found in the weld junction is finer and corresponds more to the lath-type morphology, compared to the base material in the circumference. In all zones of the welded tube circumference, retained austenite has been found in similar distributions. The mechanical testing of the individual tubes demonstrated that the Q&P treatments offer increased strength compared to all other states and significantly improved ductility compared to the quenched condition. Therefore, the approach of Q&P treatment of HFI-welded tubes represents a route for the mass production of high-strength tubular products with improved ductility.

Das Verständnis über die Ausbildung der Grenzfläche eines hybriden Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff und Metall sowie die maßgeblichen Faktoren zum Erreichen einer hohen Verbundhaftung und Mediendichtheit in der Grenzfläche stellen nach wie vor eine große Herausforderung dar. Am Beispiel einer spritzgegossenen Kunststoff-Metall-Verbundprobe werden diese Zusammenhänge untersucht und bewertet. Es wird eine Methode zur Herstellung stoffschlüssig gefügter Verbunde mit hoher Mediendichtheit auf Basis einer hohen Kontakttemperatur beim Fügen entwickelt, indem Verbundspritzgießen und nachträgliches thermisches Fügen durch Induktionsheizen kombiniert werden. Eine stoffschlüssige Verbindung mit hoher Mediendichtheit zwischen thermoplastischem Kunststoff und Metall erfordert eine Haftung in der Grenzfläche der Verbundpartner auf Basis intermolekularer Wechselwirkungen. Die Quantifizierung der Mediendichtheit in der Grenzfläche erfolgt über eine eigens entwickelte Messmethode. Die entwickelte Vorgehensweise ermöglichet die Differenzierung zwischen intermolekularen Wechselwirkungen und mechanischen Verklammerungen als Ursache für eine Haftungsausbildung und deren Einfluss auf die Grenzflächeneigenschaften. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen zum Verständnis der Grenzflächenausbildung, insbesondere zum Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit des metallischen Verbundpartners sowie der Fügeprozessbedingungen zur Fertigung von Kunststoff-Metall-Verbunden mit hoher Mediendichtheit, bei.:1 Einleitung und Motivation 2 Stand der Technik und Forschung 3 Zielsetzung und Lösungsansatz 4 Experimentelles 5 Analytik 6 Ergebnisse 7 Diskussion der Ergebnisse 8 Zusammenfassung und Ausblick / Understanding the formation of the interface of a hybrid component made of thermoplastic and metal as well as the decisive factors for achieving high adhe-sion and media tightness in the interface still represent a major challenge. These relationships are investigated and elucidated using the example of an injection-molded plastic-metal part. A method for the production of firmly bonded hybrid parts with high media tightness based on a high contact temperature during joining of the hybrid part is developed by combining injection molding and subsequent thermal joining by induction heating. A firm bond with high media tightness between a thermoplastic and a metal requires an adhesion in the inter-face of the joint materials based on molecular interactions. The quantification of the media tightness in the interface is done by using a specially developed measurement method. The investigations enable the differentiation between molecular interactions and mechanical interlocking as the cause of adhesion formation and their influence on the properties of the interface. The gained knowledge contributes to the understanding of interface formation and its prop-erties, in particular the influence of the surface properties of the metallic bond partner and the joining process conditions for the production of plastic-metal parts with high media tightness.:1 Einleitung und Motivation 2 Stand der Technik und Forschung 3 Zielsetzung und Lösungsansatz 4 Experimentelles 5 Analytik 6 Ergebnisse 7 Diskussion der Ergebnisse 8 Zusammenfassung und Ausblick