Nachhaltige Produktentwicklung

Maßgeschneiderte Stahllegierungen für Kundenanwendungen entstehen in unserer Forschungsservicegesellschaft virtuell am Computer. Definiert durch die beiden Komponenten der mechanischen Eigenschaften und der direkten Umformbarkeit weist die neu entwickelte Legierungsvariante großes Potential im Vergleich zur 42CrMo4 auf.

Hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften zeigte sich in den bisher durchgeführten Versuchen, dass die neue Legierungsvariante nach der Vergütung mit der Standardgüte 42CrMo4 vergleichbar ist – aber mit dem potenziellen Vorteil der direkten Umformbarkeit ohne vorgelagertes Weichglühen.

Dieser Vorteil der Direktverarbeitbarkeit wird über ein Mikrolegierungselement eingestellt, das unter bestimmten Voraussetzungen in der Warmumformung, definiert durch spezielle Walzparameter, feinste Ausscheidungen bildet, die den Ferrit-Anteil in der Legierung fördern. Dieser gilt in Bezug auf die Umformbarkeit als vorteilhaft.

Bereits jetzt wurden erste erfolgreiche Versuchswalzungen mit Erreichung des Zielgefüges durchgeführt. Weitere Detailerprobungen zur Erreichung der Zielwerte in Bezug auf Vergütungseigenschaften sind in Umsetzung. Weiters sind Cold Heading Tests, Relaxationstests sowie Step-load Tests zum Vergleich mit Referenzgüten geplant.

Der Nutzen der neu entwickelten Legierungsvariante ist in jeder Hinsicht vielversprechend: Der geringere Einsatz des Legierungselementes Chrom und ein Wegfall des Elementes Molybdän im Vergleich zum Standardwerkstoff 42CrMo4 sowie der Entfall des Weichglühens vor der Weiterverarbeitung versprechen Kosteneinsparungen und eine positive Auswirkung auf die betriebliche CO₂ Bilanz.

Wir denken ganzheitlich und können auf die gesamte Prozesskette vom Stahl bis zum Draht zurückgreifen. Dieses Setup ermöglicht es uns, über die voestalpine Forschungsservicegesellschaft auch übergreifende Simulationen durchzuführen und so einen Werkstoff virtuell am Rechner zu erschaffen.

Im konkreten Fall wurden beispielsweise über 11.000 Legierungsvarianten digital simuliert und durchgerechnet. Unterstützt wurde das gesellschaftsübergreifende F&E Team der voestalpine Wire Technology, der voestalpine Forschungsservicegesellschaft bzw. voestalpine Stahl Donawitz dabei von der Montanuniversität Leoben – Lehrstuhl für Stahldesign.