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16.09.2004

Prozesse für eine neue Generation von Stahlwerkstoffen

SZMF und TU Clausthal entwickeln Pilotanlage

In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität (TU) Clausthal entwickelt SZMF Konzepte zur Produktion von Stahlwerkstoffen, die spezielle Anforderungen erfüllen.

Gerade der Werkstoff Stahl bietet für den Leichtbau im Automobilsektor enorme Potenziale. So ist in den letzten Jahren eine neue Klasse von Stahlwerkstoffen – HSD-(High Strength and Ductility-)Stähle – entwickelt worden, die beispielsweise bei guter Verformbarkeit ungefähr dreimal so hohe Festigkeiten ausweist wie konventionelle Feinblechgüten. Andere Stähle aus dieser Klasse sind bei ungefähr doppelter Festigkeit auch doppelt so duktil (dehn-, verformbar). Erreicht werden diese außergewöhnlichen Eigenschaften durch relativ hohe, abgestimmte Gehalte an preisgünstigen Legierungselementen wie Mangan, Aluminium und Silizium. Sie aktivieren Werkstoffeffekte, die mit TRIP (TRansformation Induced Plasticity) und TWIP (TWinning Induced Plasticity) abgekürzt werden. Zusätzlich lässt sich das Spektrum an Eigenschaften, das von hochfest bis duktil reicht, durch eine Wärmebehandlung flexibel einstellen – bei Bedarf auch am fertigen Bauteil, um z. B. ein definiertes Crashverhalten zu erreichen.

Allerdings sind die heute üblichen Stahlwerksprozesse für die Herstellung solcher Werkstoffe nicht ohne weiteres nutzbar. Mit der Entwicklung entsprechender neuer Produktionskonzepte, von der Schmelzmetallurgie über das Gießen bis zum Umformen und zur Weiterverarbeitung, befasst sich die SZMF gemeinsam mit der TU Clausthal. Kernstück ist dabei eine für die neuen Werkstoffe besonders geeignete Bandgießtechnik: Bei dem so genannten DSC-(Direct Strip Casting-)Verfahren wird der flüssige Stahl auf ein umlaufendes, von unten intensiv mit Wasser gekühltes Gießband aus Stahl gegossen. Nach der Erstarrung wird das entstandene Band direkt gewalzt.

Zur Untersuchung des DSC-Verfahrens wurde eine Pilotanlage entwickelt und im Institut für Metallurgie der TU Clausthal aufgebaut. Mit dieser Anlage konnten vor allem auch die erwähnten neuen Stahlwerkstoffe im 1 t-Maßstab erfolgreich hergestellt werden.

Dr. Joachim Kroos
aus "SZMF aktuell" Ausgabe 1/2004