Herstellung und Anwendung von hochfestem und dehnbarem HSD-Stahl

Stahl findet neue Anwendungsmöglichkeiten. Das seit alters her verwendete Material wandelt sich zum Hightech-Produkt, das nach Bedarf sehr leicht und extrem stabil oder außergewöhnlich dehnungsfähig sein kann.

Ziele
Im Forschungsprojekt HSD-Stahl (High Strength Ductility) gibt es zwei Ziele. Zum einen soll die Produktion von hochfestem und dehnbarem Stahl (HSD) durch die Entwicklung der Prozesstechnik Bandgießen, das auch als  Direct Strip Casting (DSC) bezeichnet wird, unterstützt werden. Zum anderen soll ein Verfahren zur Weiterverarbeitung der HSD-Stähle entwickelt werden. Beispielhaft wird dazu die Anwendung im automobilen Leichtbau betrachtet.

Die Erkenntnisse werden bei der Herstellung eines Prototypenbauteils angewandt. Das Bauteil dient auch zur genauen Bestimmung und Demonstration der zu erwartenden, herausragenden technologischen Eigenschaften, die sich auch in einem geringen Gewicht widerspiegeln.

Diese Ziele werden unter ständiger Betrachtung der Nachhaltigkeit (Energieeinsparung, Ressourcenschonung und CO2-Vermeidung) untersucht. Sowohl der Werkstoff als auch die Prozessroute bieten ein enormes Potenzial zur Einsparung von Energie, Vermeidung von CO2-Emissionen und zur Ressourcenschonung. Nur durch die Entwicklung der Technologie mit gleichzeitiger Analyse der Nachhaltigkeitseffekte können die zukünftigen Standards der Techniken auch nach den Aspekten der Nachhaltigkeit optimiert geschaffen werden.

Technologie
Die hochmanganhaltigen HSD-Stähle (High Strength and Ductility) stellen durch ihre herausragenden mechanischen Eigenschaften eine neue Klasse von Stahlwerkstoffen dar. Diese Eigenschaften werden durch den TRIP-Effekt und den TWIP-Effekt unterstützt. Transformation Induced Plasticity (TRIP) meint die durch Kristallgitter-Transformation induzierte plastische Verformbarkeit bei gleichzeitig hoher Verfestigung. Seine extreme Dehnbarkeit erreicht der Stahl durch den TWIP-Effekt (Twinning Induced Plasticity), der durch die Zwillingsbildung die Umformbarkeit verbessert.

Anwendungen
Den HSD-Stählen wird ein starkes Marktpotenzial, zum Beispiel im automobilen Leichtbau, zugeordnet. Um dieses Potenzial in Marktvolumen umsetzen zu können, müssen zunächst die Techniken für die Herstellung und Verarbeitung der Stähle erforscht, entwickelt und angepasst werden. Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine anschließende industrielle Umsetzung der Produktion und Verarbeitung von HSD-Stählen.


Foto: TU Clausthal
In der Pilotanlage wird die Produktion von HSD-Stahl untersucht. Das Foto zeigt eine DSC-Anlage an der TU Clausthal.

Ansprechpartner

  • Dr.-Ing. Markus Schäperkötter

    • Projektkoordinator
    • Werkstoff- und Prozessentwicklung - Neue Werkstoffe und Technologien Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
    • 38239 Salzgitter
    • Telefonnummer: 05341 21-2088
    • E-Mail-Adresse: m.schaeperkoetter@sz.szmf.de
    • Homepage: http://www.szmf.de

Projektkonsortium

  • Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH (SZMF)
  • Institut für Metallurgie der Technischen Universität Clausthal (TUC)
  • Volkswagen AG (VW)
  • SMS DEMAG AG (SMS)

Laufzeit

April 2005 bis März 2008