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Fester Stahl ohne teure Legierung

StahlfertigungWissenschaftler des südkoreanischen Institute of Ferrous Technology in Pohang haben eine neue Methode der Herstellung leichten, aber hochfesten Stahls entwickelt, die kostspielige Titanlegierungen überflüssig macht.

Einem Bericht der Fachzeitschrift „Nature“ zufolge, schafften es die Forscher einen besonders leichten, gut verformbaren, aber dennoch besonders festen Stahl herzustellen. In dem Laborversuch schmolzen sie Eisen, Mangan, Aluminium, Kohlenstoff und Nickel in einer schützenden Argonatmosphäre zu einem Stahlbarren zusammen. Bei einer Temperatur von 1050 °C wurde der Barren zu einem drei Millimeter starken Blech ausgewalzt, das abgekühlt nur noch einen Millimeter stark war. Anschließend erhitzten die Wissenschaftler das Blech abermals auf dann nur noch 900 °C und schreckten es in kaltem Wasser ab.

Wie die Forscher nachweisen konnten, hatte diese zusätzliche etwa 15-minütige Nachbehandlung großen Einfluss auf die Stabilität des Stahls. So genannte B2-Partikel, dies sind spröde Einschlüsse im Stahl, die die Stabilität negativ beeinflussen, konnten durch das nachträgliche Aufheizen fast vollständig beseitigt werden. Die noch verbliebenen B2-Partikel waren zudem weitaus gleichmäßiger im Stahl verteilt.

Mit hochauflösenden Mikroskopaufnahmen konnten die Forscher die Schwachstellen im Mikrometerbereich sichtbar machen und eine deutliche Stabilitätssteigerung feststellen. Belastungsversuche ergaben für den leichten Stahl eine Zugfestigkeit von rund einem Gigapascal. Damit übertrifft der nachbehandelte Stahl sogar noch die Zugfestigkeit von konventionellen Legierungen aus Titan mit Anteilen aus Aluminium und Vanadium. Das neue Fertigungsverfahren, dass keine zusätzlichen Maschinen benötigt, könnte somit der Auftakt für eine neue Klasse hochfesten Leichtstahls sein, der die Kosten der Stahlproduktion spürbar senkt.

Bildquelle: Rainer Sturm / www.pixelio.de