Schliffbild des ausgezeichneten, besonders schadenstoleranten Stahl-Werkstoffs.
Institut für Werkstofftechnik Bremen / Ulrich Reiß
Die deutsche Stahlindustrie hat in diesem Jahr eine Forschungskooperation der Universitäten in Bremen, Aachen, München und Kaiserslautern mit dem Stahl-Innovationspreis 2015 ausgezeichnet. Den Wissenschaftlern gelang es, die Empfindlichkeit des Werkstoffs gegenüber Versagen aufgrund von Einschlüssen zu reduzieren.
Hochbeanspruchte Antriebskomponenten wie Wälzlager oder Zahnräder von Großgetrieben versagen oft durch Wälzkontaktermüdung, was zu vorzeitigem Anlagenausfall führen kann. Werkstofftechnische Ursache sind häufig Mikrorisse, die von nichtmetallischen Einschlüssen im Gefüge ausgehen. Die bisher verfolgte Strategie, die Lebensdauer der Bauteile durch einen immer größeren Reinheitsgrad der eingesetzten Werkstoffe zu steigern, stößt jedoch inzwischen an technologische und wirtschaftliche Grenzen.
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Nun wurde mit dem von DFG und AiF geförderten Gemeinschaftsprojekt HiPerComp ein neuer Ansatz mit dem Stahl-Innovationspreis 2015 der Wirtschaftsvereinigung Stahl ausgezeichnet. Die Wissenschaftler der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau der TU München verfolgten zusammen mit dem Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen, dem Lehrstuhl für Werkstoffkunde der TU Kaiserslautern und der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in Bremen die innovative Idee, die Schadenstoleranz der Werkstoffe durch Einstellen eines Werkstoffzustands mit möglichst hohem Verfestigungsvermögen zu steigern. Lokale Verformung des Werkstoffs im Bereich von Einschlüssen führt dann zu einer starken Verfestigung an diesen versagenskritischen Positionen. So kann die Rissentstehung vermieden oder die Rissausbreitung gestoppt werden.
Neue Legierungs- und Wärmebehandlungskonzepte
Die Wirkungsweise des Ansatzes der erhöhten Schadenstoleranz wurde an Wälzlager-Innenringen aus einem modifizierten Wälzlagerstahl nachgewiesen.
Wirtschaftsvereinigung Stahl