„Durch die Kombination dieser beiden Effekte wird die Festigkeit des Werkstoffes signifikant erhöht und das Bauteilversagen unter dynamischer Belastung verzögert. Zudem verbessern sich das Umformvermögen und das Energieaufnahmevermögen im Falle eines Aufpralls erheblich“, erläutert Nadine Lehnert, Projektleiterin am Fraunhofer IWU.
Die Prozesskette beginnt mit einem grobkörnigen Gussrohling. In der Kaltmassivumformung wird dieser durch Fließpressen teilweise martensitisch verfestigt. Eine anschließende Wärmebehandlung wandelt den Martensit zurück in feinkörnigen Austenit. Diese strukturmechanische Steuerung erlaubt eine gezielte Verbesserung der Bauteileigenschaften.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten in sicherheitskritischen Bereichen
Die neue Legierung eignet sich aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Rissbeständigkeit und Duktilität für verschiedenste Branchen:
- Automobilbau: Schrauben, Fahrwerksbauteile, Crashabsorber und Karosseriestrukturen profitieren von der hohen Energieaufnahme und Crashsicherheit des Materials.
- Luft- und Raumfahrt: Strukturbauteile und Befestigungselemente können durch den neuen Stahlguss leichter und widerstandsfähiger gestaltet werden.
- Medizintechnik: Implantate und chirurgische Instrumente können durch die hohe Biokompatibilität und Festigkeit des Materials optimiert werden.
Bauwesen und Infrastruktur: Gebirgsanker und Befestigungselemente für Brücken und Tunnel können durch die hohe Rissbeständigkeit des Materials sicherer gemacht werden. Denn die Legierung spielt ihre Vorteile aus, wo es auf die Haltbarkeit des Materials auch unter extremen Belastungen ankommt.
Energieeffiziente Kaltumformung als Produktionsvorteil
Der neue Werkstoff eignet sich ideal für die energieeffiziente Kaltmassivumformung. Diese vermeidet aufwendige Wärmeprozesse wie Vorwärmen, Walzen oder Entzundern und spart dadurch CO₂ und Betriebskosten. Gleichzeitig wird die Prozesskette deutlich verkürzt.
„Die Prozesskette der Kaltumformung ist deutlich kürzer und effizienter. Wir beginnen mit einem vorgegossenen Werkstück, das dann direkt umgeformt wird“, so Lehnert.
