Neues Rezept für extrem festen und leichten Stahl

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    Nachträgliches Aufheizen beseitigt spröde Einschlüsse, die die Festigkeit von Legierungen bisher verringerten


    Teure Titanlegierungen sind zugleich extrem stabil und leicht. Diese Vorteile wollen Materialforscher auch in neuen, günstigen Stahllegierungen vereinen. Mit der Zugabe des Leichtmetalls Aluminium konnten schon erste leichte Stähle entwickelt werden, die sich allerdings spröde zeigten und an Festigkeit einbüßten. Diesen Nachteil konnten nun südkoreanische Wissenschaftler mit einem neuen Stahlrezept beseitigen. Wie sie in der Fachzeitschrift „Nature“ berichten, war der neue Werkstoff leichter als herkömmliche Stähle, gut verformbar und fester als Titanlegierungen.


    „Unsere Entdeckung weist einen neuen Weg für die Produktion leichter Stahllegierungen auf“, sind Sang-Heon Kim und seine Kollegen vom Institute of Ferrous Technology in Pohang überzeugt. In ihrem Laborofen schmolzen sie Eisen, Mangan, Aluminium, Kohlenstoff und Nickel unter einer schützenden Argonatmosphäre zu einem 40 Kilogramm schweren Stahlbarren. Diesen walzten sie bei 1050 Grad erst zu einem drei Millimeter starken, und abgekühlt zu einem nur noch einen Millimeter dünnen Blech. Danach heizten sie ihren neuen Werkstoff noch einmal auf bis zu 900 Grad auf und schreckten ihn mit Wasser ab.


    Das nachträgliche, 15-minütige Aufheizen des eigentlich schon fertig gewalzten Stahlblechs hatte große Auswirkungen auf die Stabilität. Denn so konnten spröde Einschlüsse – B2-Partikel genannt – besser verteilt und teilweise beseitigt werden. Hochaufgelöste Mikroskopaufnahmen offenbarten den Forschern diesen Wandel im inneren Aufbau bis auf Bruchteile von Mikrometern genau. Die Folge: Festigkeit und Verformbarkeit des Stahls nahmen zu. Zahlreiche Belastungsversuche zeigten, das der neue, leichte Stahl eine Zugfestigkeit von bis zu einem Gigapascal erreichte. Damit war er sogar stabiler als eine gängige Titanlegierung mit Anteilen aus Aluminium und Vanadium.


    Sang-Heon Kim und Kollegen sind überzeugt, dass ihr Fertigungsverfahren zu einer neuen Klasse von hochfesten Leichtstählen führen wird. Damit könnte der vielseitige und trotzdem oft als antiquiert eingeschätzte Werkstoff zu einer günstigen Alternativen von Titanlegierungen avancieren.

  • Ohne Mengenangabe nicht sicher, aber von den Bestandteilen her sollte es sich dabei nicht nur um Stahl, sondern Edelstahl handeln, der vom Preis her nicht teurer als üblicher Edelstahl sein sollte, von dem man für ein Konstruktionsteil jedoch weniger Material benötigt - was sich sowohl auf den Bedarf an Eisen, Titan, als auch auf die Kosten positiv auswirken sollte.
    Zusammen mit dem geringeren Gewicht wohl besonders für Flugzeuge und gehobene Fahrzeugproduktion interessant.


    Erstaunlich dass man bei einem seit Jahrhunderten gebräuchlichen Massenartikel wie Eisen/Stahl immer noch solche deutlichen Fortschritte erreichen kann, bedenklich allerdings, dass nicht europäische Forscher, sondern die Südkoreaner hier wohl an der Spitze der Forschung stehen.
    Entspricht allerdings meiner Erwartung, dass Innovationen und technische Weiterentwicklungen sich immer mehr nach Asien verlagern werden, so wie Arbeitsplätze auch.


    Grüße
    Pflaume

  • Hallo,
    "... dass Innovationen und technische Weiterentwicklungen sich immer mehr nach Asien verlagern werden, so wie Arbeitsplätze auch..."


    "Verlagern" ist vielleicht nicht die richtige Begriffsdefinition. Diese Region lernt einfach effizient von den etablierten Industrieländern.
    Sie hat sich von Ideologie, Feudalismus und Kriegsfolgen befreit und WILL etwas werden. Arbeitskraft gibt es im Überfluss und billiger als bei uns.
    Wo es zunächst noch fehlte, nämlich an Ausbildungs- und Forschungsgelegenheiten, ist inzwischen das Defizit beseitigt.
    Die haben gleichgezogen und wollen weitermachen. Die Kaufleute und Geldgeber sind noch nicht so auf ROI fixiert wie hierzulande.


    Ich habe den Wandel "bei uns" aus nächster Nähe über 25 Jahre erleben dürfen. Ein Konzern leistet sich in den 70ern eine Technologieschmiede,
    wahrscheinlich weil es gerade in ist. Da wird alles angegangen, was irgendwie relevant sein könnte und Geld oder Innovation verspricht.
    Leider entwickelt sich der Geldbedarf sehr progressiv und die Konzernschwestern (AG) werden knauserig.
    Die Windmühlen, Blockheizkraftwerke, Solaranlagen, Wärmepumpen, Energiegewinnungsanlagen usw. werden peu a peu eingestellt oder abgegeben.
    Wenn ich nur die Windparks an der Nordseeküste sehe, davon hätte eine unserer Firmensparten bis heute existieren können,
    wenn da nicht eine kaufmännische und ein technische Fehlentscheidung den Garaus gemacht hätten usw. usf.


    Ich gehe mal davon aus, dass es quer durch die Industrierepublik so oder so ähnlich läuft. Europaweit nicht anders...
    Halten uns wirklich nur noch die Autos und der Maschinenbau über Wasser?
    mfG Max

    HVS25LC / 3100l Puffer / 300l WW / 10m²SolarFK
    UVR1611 / Fubo ca. 180m² / Wahei 16m²
    Eigenbau Keramikventuridüse mit SekLuft-Spalt
    als Kesselsteuerung anstatt AK3000:
    UVR1611E NM/DE + CMI + MTX-Lambdamodul + LSU4.2

  • Hallo,


    ja das wird wohl so weitergehen das die besten Inovationen aus Asien kommen und die Leute in Europa voll in die Röhre gucken... Sag ich nur armselige dazu und die besseren Autos werden auch über kurz oder lang von dort kommen!
    Hier gibt es vielleicht noch etwas Hoffnung http://www.iwu.fraunhofer.de/d…umzentrum.html#tabpanel-7 an zwei dieser Öfen hab ich auch geschraubt...

    Gruß Frank


    Dc22s mit 1500 Liter Puffer--300 Liter WW Boiler--Fußbodenheizung---7m³ Regenwasserspeicher---100m² Wohnfläche+40m²Nutzraum---Husqvarna 236---Mac Allister Holzspalter MHS 4Tonnen---3fach verglaste Fenster---10cm Styropor---Fiskars X25---Fiskars x11---

  • Halten uns wirklich nur noch die Autos und der Maschinenbau über Wasser?

    Ist zwar OT, aber dank Exportsubventionen exportieren wir auch einiges an landwirtschaftlich "veredelten" Produkten, sowie Reste, die unsere Verbraucher nicht mehr essen, vom Hals bis zu den Krallen (gerade diese Dinge gelten z.B. in Thailand als besonders lecker) bei Hühnern, da es bei uns Mode ist, nur noch Hähnchenbrust zu konsumieren, bis zu lebenden Kühen, da die Abnehmer im Nahen Osten sicher sein wollen, dass den Tieren lebend die Kehle durchgeschnitten wird.
    Wir exportieren ferner beeindruckende Mengen an Kapital, auch Rentner und gut ausgebildete unternehmungslustiges, sogenanntes Humankapital, selbst Professoren, wie den aus Berlin stammenden Designer Colani, Lutz, Künstlername Luigi, dem die Chinesen einen eigenen Universitätsflügel damals bauten, allerdings geht wegen den Sprachschwierigkeiten doch der größte Teil noch nach Amerika, Chemiker auch gerne in die Schweiz (geringe Sprachschwierigkeiten, sehr guter Verdienst und minimale Steuern, sowie Demokratie, wo gibt es das noch?) etc.
    Als ich 1992 zum ersten Mal in Südostasien war, damals nur gut 5 Wochen, war ich beeindruckt, wie viele Deutsche und Österreicher, die ich dort vor Ort kennenlernte, überzeugt waren, dass die Asiaten nie in der Lage seien, höherwertige Produkte herzustellen. Wir könnten m.E. jede Menge Voreingenommenheit, Bedenken, Überheblichkeit etc. exportieren. Heute werden elektronische Teile praktisch nur noch in Asien produziert, der größte Teil der Festplatten, die auf der Erde hergestellt werden, kommt aus Thailand, m.W. gefolgt von Malaysia und China.


    Auf jeden Fall wäre es, um zum Thema zurück zu kommen, sehr erfreulich, wenn sich dieser leichtere und dabei noch festere Stahl gegenüber Titanlegierungen durchsetzen würde, bzw. diese in möglichst großem Umfang ablösen würde, schließlich ist Titan, so wie auch Gold etc. ein Metall, das nur mit unverhältnismäßig hohem Energieeinsatz produziert wird, und bei dessen Gewinnung große Umweltzerstörung in Kauf genommen wird.
    Die Amerikaner haben ja mal für längere Zeit den Besitz von Gold in privaten Händen verboten, aus Rücksicht auf die Umwelt wäre das sicher eine gute Sache, würde man dies auf der ganzen Erde so halten. Der Preis würde dann einbrechen, und die Quecksilber- und Cyanidbelastung in den Fördergebieten somit auch, Urwaldzerstörung für illegales Goldschürfen würde unrentabel, gewaltige Mengen an CO2 würden nicht mehr anfallen, denn Goldfirmen rechnen beim Verbrauch von Diesel nicht in Litern oder Hektoliter oder Barrel. Letzteres gilt auch für Titanbergwerke, allerdings ist Titan in vielen Bereichen unerstzlich, aber je weniger davon benötigt wird, desto besser


    Grüße
    Pflaume

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