Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf, (DE), haben hochfeste supraduktile TWIP/TRIP-Leichtbaustähle entwickelt. Als besonders fest erwies sich Stahl mit einem Gehalt von 15 % Mn und je 3 % Al und Si. Dieser Stahl lässt sich um mehr als 50 % dehnen. Zugleich verfestigt er sich stark, ohne zu zerreißen. Er widersteht Spannungen von bis zu 1100 Megapascal. Verblüffend war auch das Verhalten von Stahl mit einem Anteil von 25 % Mn und je 3 % Al und Si (MnAlSi 25-3-3). Zwar verfestigte er sich nicht so stark, ließ sich aber um etwa 90 % in die Länge ziehen, ohne zu zerreißen. Die neue Legierung ähnelt den so genannten TRIP-Stählen (Transformation Induced Plasticity - durch Kristallgitter-Transformation induzierte plastische Verformbarkeit), die seit etwa 10 Jahren auf dem Markt sind. Auch sie zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit von bis zu 700 Megapascal aus. Ihre Dehnbarkeit hingegen ist mit rund 35 % eher moderat. Ihr Verhalten - Dehnung bei gleichzeitiger Verfestigung - ist auf Umformungen im Kristallgitter zurückzuführen. Werden Kräfte auf den Stahl ausgeübt, kippen die Kristallgitter aus der kubisch flächenzentrierten Austenit-Form in die kubisch raumzentrierte, den Martensit. Diese kollektive Scherung der Kristallgitterebenen bewirkt letztlich die Dehnbarkeit im herkömmlichen TRIP-Stahl. Der neue Stahl verfügt über einen doppelten TRIP-Effekt. Die Legierungselemente ermöglichen 2 martensitische Umwandlungen, zunächst einen Wechsel vom Austenit zum hexagonalen Martensit und im 2. Schritt von der hexagonalen Struktur zum kubisch raumzentrierten Martensit. Wirken Kräfte auf den Stahl, etwa beim Tiefziehen, wandelt sich der Austenit zunächst zum Teil in die 1. martensitische Stufe um, in die hexagonale Kristallform. Wird der Stahl ein 2. Mal beansprucht, kippt das hexagonale Gitter in die endgültige kubisch raumzentrierte Form, wie beim herkömmlichen TRIP-Stahl. Bis zu 35 % kann sich das Material bei einem Aufprall noch verformen, ehe es versagt. Die besondere Dehnbarkeit der Legierung mit einem Mn-Gehalt von 25 % wird durch kleine Fehler im Kristall (Stapelfehler) verursacht. An einem solchen Stapelfehler kann eine Kristallstruktur umklappen (Zwillingsbildung). In der MnAlSi-25-3-3-Legierung ist die Stapelfehler-Energie so weit herabgesetzt, dass die Zwillingsbildung rasch einsetzt (bei Kräften um die 300 Megapascal). Experten sprechen vom TWIP-Effekt (Twinning Induced Plasticity). Im Automobilbau werden die neuen Stähle erheblich zur Verringerung des Fahrzeuggewichts beitragen.


    Zugriff

    Zugriff über TIB

    Verfügbarkeit in meiner Bibliothek prüfen

    Bestellung bei Subito €


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    Aluminium erhält Konkurrenz


    Erschienen in:

    SMM Schweizer Maschinenmarkt ; 107 , 23 ; 296-301


    Erscheinungsdatum :

    2006


    Format / Umfang :

    4 Seiten, 4 Bilder



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






    Know-how-Erhalt

    Siemann, Christiane | IuD Bahn | 1999


    Erhalt von Beweglichkeit

    Maier, D. | British Library Online Contents | 2013


    Kreative Konkurrenz

    Deutsche Bahn AG Potsdamer Platz 2 10785 Berlin | IuD Bahn | 2003