Transferprojekte

Teilprojekt T2:

Herstellung von nichtrostendem und hochfestem Federband

 

Inhalt

Das Ziel des Transferprojektes ist die kostengünstige Herstellung von nichtrostendem hochfestem Feinblech aus einem stickstofflegierten, nickelarmen austenitischen CrMnNi-Stahl. Durch Verwendung eines solchen Stahles und die Anwendung einer neuen Herstellungstechnologie wird angestrebt, Federband gleicher Güte im Vergleich zu Federband des austenitischen Stahles 1.4310 (X10CrNi18-8) zu erzeugen. Konkret handelt es sich dabei um hochfestes Federband mit einer Dicke von 0,2 mm und einer Breite von 200 mm sowie einer Zugfestigkeit im Bereich von 1700 bis 1900 MPa. Weitere Forderungen bezüglich der Einhaltung mechani-scher Eigenschaften bestehen nicht. Die korrosiven Eigenschaften in wässrigen Lösungen (Lochfraßbeständigkeit und Stromdichte) sollen dem Federbandstahl 1.4310 entsprechen bzw. nicht schlechter sein. Das zu entwickelnde Federband soll ebenso wie das bisher erzeugte Federband in Fensterlüftungssystemen eingesetzt werden. Das neue Federband wird ein überwiegend martensitisches Gefüge mit feinstdispersen Ausscheidungen und Restaustenit aufweisen. Der ausscheidungsverfestigte Martensit und der induzierte TRIP-Effekt seitens des Restaustenits sollen die geforderte Zugfestigkeit liefern. Dabei wird angestrebt, die Zugfestigkeit mit einem gegenüber dem Federstahl 1.4310 abgesenkten Martensitanteil zu realisieren. Wird dieses Ziel erreicht, so lassen sich daraus bedeutende Vorteile gegenüber der bisherigen Verfahrensweise in Aussicht stellen. Das zu entwickelnde Federband weist gegenüber bisher gefertigtem Federband ein deutlich höheres Zähigkeitsniveau auf. Aufgrund dessen wird die Sprödbruchneigung des Federbandes herabgesetzt und ebenso die Neigung zur verzögerten Rissbildung (Wasserstoffversprödung). Dadurch steigt die Sicherheit des Herstellungsprozesses. Der abgesenkte Martensitanteil hat weiterhin zur Folge, dass der notwendige Gesamtumformgrad mit weniger Kaltumformstufen und Zwischenglühungen realisiert werden kann. Dadurch lassen sich die Herstellungskosten senken und gleichzeitig die Mehrkosten durch die Anlassbehandlung kompensieren. Hinzu kommt, dass sich die Legierungskosten gegenüber dem Federstahl 1.4310 durch die Verwendung eines austenitischen Stahles mit nur ca. 3 bis 4 % Nickel drastisch reduzieren lassen. Durch die Zugabe von Stickstoff soll die notwendige Austenitstabilität und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Lösungen abgesichert werden. Die Untersuchungen werden zunächst im Labormaßstab an Kleinschmelzen durchgeführt. Dabei steht die geeignete Stahlauswahl im Mittelpunkt. Danach wird eine Großschmelze hergestellt. Unter Betriebsbedingungen wird daraus Warmband und danach 0,2 mm Federband erzeugt.

 

Wissenschaftliches Poster

 

Die wichtigsten Publikationen

C. Schröder, M. Wendler, T. Kreschel, O. Volkova, und A. Weiß, Development of a Stainless Austenitic Nitrogen-Alloyed CrMnNiMo Spring Steel. Crystals 2019, 9(9), S. 456, Doi: 10.3390/cryst9090456.

C. Schröder, M. Wendler, O. Volkova, und A. Weiß, Microstructure and Mechanical Properties of an Austenitic CrMnNiMoN Spring Steel Strip with a Reduced Ni Content. Crystals 2020, 10(5), S. 392, Doi: 10.3390/cryst10050392.