Lufthärtende, martensitische Schmiedestähle mit mittlerem Mangangehalt

  Übersicht der verschiedenen Schmiedestähle Urheberrecht: IEHK Abbildung 1: Übersicht der verschiedenen Schmiedestähle

Vergütungsstähle und ausscheidungshärtende ferritisch-perlitische (AFP) Stähle stellen den Stand der Technik in der Schmiedeindustrie dar. Die Problematik der klassischen Vergütungsstähle liegt in der dem Schmieden nachgestellten dreistufigen Wärmebehandlung, welche mit hohen Kosten einhergeht. Die AFP-Stähle hingegen können direkt aus der Schmiedehitze gehärtet werden und weisen somit einen deutlich verkürzten Prozess auf, haben jedoch deutlich verringerte mechanische Kennwerte im Vergleich zu den Vergütungsstählen. Eine Alternative hierzu bieten die bainitischen Stähle, welche keine Wärmebehandlung benötigen und ähnliche Legierungskosten aufweisen wie Vergütungsstähle. Problematisch bei diesem Stahl-Konzept ist jedoch, dass eine genaue Temperaturführung eingehalten werden muss um das gewünschte Gefüge einzustellen, was besonders bei komplexen Bauteil problematisch ist.

Durch das Zulegieren von Mangan kann die diffusionsgesteuerte Umwandlung signifikant gehemmt werden und somit ein martensitisches Gefüge eingestellt werden. Die so erzielten Werkstoffe weisen bei einer deutlich verkürzten Prozesskette vergleichbare Eigenschaften wie die Vergütungsstähle auf. Zudem kann durch das Legierungskonzept eine genaue Temperaturführung vermieden werden.

In einem Gemeinschaftsprojekt wurden mehrere Legierungskonzepte erarbeitet und werden aktuell mit besonderem Fokus auf die zyklischen Eigenschaften optimiert. Die Forschungsschwerpunkte des IEHK liegen in der Optimierung der vorliegenden Werkstoffkonzepte, der Einstellung der Gefüge- und Ausscheidungszustände sowie der Charakterisierung der Mikro- und Nanostruktur.