Arcelor Mittal

Comeback im Autobau: Rückkehr von Aluminium zu Stahl

| Autor / Redakteur: Arne Langer / Frauke Finus

Etwa 17 % der Karosserie des neuen A8 werden aus pressgehärtetem Stahl (PHS) bestehen, der zum Teil von Arcelor Mittal geliefert wird. Diese Stähle besitzen nach dem Presshärten Streckgrenzen bis 1500 MPa.
Etwa 17 % der Karosserie des neuen A8 werden aus pressgehärtetem Stahl (PHS) bestehen, der zum Teil von Arcelor Mittal geliefert wird. Diese Stähle besitzen nach dem Presshärten Streckgrenzen bis 1500 MPa. (Bild: Audi)

Nach Experimenten mit Aluminium bei seinen Luxusmodellen kehrt Audi beim A8 zum Stahl zurück. Beim neuen Modell, das 2018 auf den Markt kommen soll, sind auch Stahllösungen von Arcelor Mittal verbaut.

Im nächsten Jahr soll er auf den Markt kommen: Die Karosserie des neuen A8 von Audi wird zu über 40 % aus Stahl bestehen. Dies entspricht dem Trend unter Automobilherstellern, hochfeste Stähle in Neuwagen zu verwenden. Es ist eine deutliche Abkehr von der reinen Aluminium-Rohkarosserie, die Audi 1994 für den A8 entwickelte.

Seitdem hat sich Stahl als Werkstoff enorm weiterentwickelt. Die Zugfestigkeit von Stahl hat sich in den letzten 20 Jahren, von 270 auf 2000 MPa fast verzehnfacht. Mehr als 80 neue Stahlprodukte entwickelt man derzeit bei Arcelor Mittal. Das Stahlangebot für die Automobilbranche umfasst fast 200 besondere Stahlsorten, von denen die Hälfte in den letzten zehn Jahren auf den Markt kamen.

Fast ein Fünftel der Audi-Karosse aus pressgehärtetem Stahl

Etwa 17 % der Karosserie des neuen A8 werden aus pressgehärtetem Stahl (PHS) bestehen, der zum Teil von Arcelor Mittal geliefert wird. Diese Stähle besitzen nach dem Presshärten Streckgrenzen bis 1500 MPa. Die gewichtsspezifische Festigkeit dieser Stähle übertrifft auch die der hochentwickelten – und teureren – Aluminiumsorten.

Dank der Entwicklung neuer Verbindungstechniken ist es für Automobilhersteller heute einfacher denn je, hochfeste Stähle in ihre Fahrzeuge zu integrieren. Da diese Techniken inzwischen ausgereift sind und von den Automobilherstellern übernommen werden, ist eine starke Zunahme der Verwendung von PHS in Fahrzeugen mit Multimaterialbauweise zu erwarten. „Usibor ist unser Hauptprodukt bei der Warmumformung und war in der Automobilindustrie weltweit ein großer kommerzieller und technischer Erfolg“, erklärt Brian Aranha, Vizepräsident von Arcelor Mittal Global Automotive. „Durch die Einführung noch weiter verbesserter Produkte wie Usibor 2000, der 10 bis 15 % leichter ist als die bisherigen warmumgeformten Stähle, wird die Verwendung von warmumgeformten Produkten in Fahrzeugen künftig weiter steigen.” Usibor ist mit herkömmlichen Presshärtungstechniken und –verfahren vergleichbar. Die Kombination von Usibor und Ductibor für lasergeschweißte Platinen bietet mehrere klare Vorteile, beispielsweise Gewichtsersparnis, günstigeres Crashverhalten und Kosteneinsparungen durch Werkstoff- und Fertigungsoptimierung.

Autos aus Stahl sind „grün“, denn sie haben eine gute Ökobilanz

Dr. Bernd Mlekusch, Leiter des Leichtbauzentrums von Audi, erläutert: „Es wird in Zukunft keine Autos geben, die nur aus Aluminium gebaut sind. Den pressgehärteten Stählen (PHS) wird bei dieser Entwicklung eine besondere Rolle zukommen. PHS-Stähle bilden das Herzstück der Fahrgastzelle eines Autos und schützen die Insassen bei einem Aufprall. Wenn man die Steifigkeit im Verhältnis zum Gewicht betrachtet, ist PHS dem Aluminium heute überlegen.“

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Stahl-Innovationspreis 2018

Der Umschwung von Audi zurück zu Stahl entspricht einem zunehmenden Trend, der den Zahlen des Steel Market Development Institute (SMDI) zufolge auch die Erwartungen der Stahlerzeuger übertrifft. Zwischen 2006 und 2015 stieg die Verwendung hochfester Mehrphasenstähle in Fahrzeugen von durchschnittlich 36,7 kg pro Fahrzeug auf 124 kg. Das ist eine Verdreifachung in nur zehn Jahren. Noch überraschender ist, dass die Verwendung hochfester Stähle von 2012 bis 2015 jährlich um etwa 10 % gestiegen ist, deutlich mehr als von den Stahlerzeugern prognostiziert.

Arcelor Mittal und die Stahlindustrie insgesamt haben gemeinsam die Automobilhersteller und andere Stakeholder über die Wichtigkeit der Betrachtung der Ökobilanz aufgeklärt. Bei der Ökobilanz wird die Summe der Emissionen während der drei Phasen des Lebenszyklus eines Fahrzeugs berücksichtigt: Produktion, Nutzung und Entsorgung. „Bisher werden in den Vorschriften nur die Auspuffemissionen während der Nutzungsphase herangezogen“, erläutert Brad Davey, Chief Marketing Officer von Arcelor Mittal NAFTA und Global Automotive. „Jeder bei der Herstellung verwendete Werkstoff trägt aber zur Gewichts- und Treibstoffeinsparung bei, allerdings zu unterschiedlichen Kosten für den Hersteller – und für die Umwelt.“ Untersuchungen zeigen, dass in Nordamerika produziertes Aluminium für vier bis fünf Mal mehr Emissionen von Treibhausgasen sorgt als Stahl. Außerdem muss für Aluminium sieben Mal mehr Energie aufgewendet werden als bei der Stahlerzeugung. „Wenn wir feststellen wollen, wie ‚grün‘ ein Fahrzeug wirklich ist, müssen wir die Emissionen während des gesamten Lebenszyklus messen. Sonst führt die Wahl eines anderen Werkstoffs statt hochwertigem Stahl zu einem schwerwiegenden, nicht gutzumachenden umweltpolitischen Fehler“, meint Davey.

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