Edelstähle bergen noch viele Geheimnisse

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Doch den einen Edelstahl, den gibt es nicht. So wurden im Laufe der letzten 100 Jahre, seit es Edelstahl gibt, kontinuierlich die Verarbeitungseigenschaften verbessert. Für den Endanwender kaum spürbar, entstand so eine Vielzahl von immer neuen Legierungen. „Den gestiegenen Anforderungen haben sich Hersteller mit neuen oder erheblich modifizierten Werkstoffen gestellt. Dabei hat sich insbesondere in den letzten Jahren eine neue Zielrichtung herauskristallisiert“, kann Weiß berichten.

Nickelfreie Austenite erweitern Gruppe hochfester Stähle

Demnach sind es die hochfesten nicht rostenden Werkstoffgüten, die einen wesentlichen Beitrag zur heute vielfach diskutierten Werkstoff- und Ressourceneffizienz leisten. „Haupteffekt dabei ist“, so Weiß, „dass dadurch eine Reduzierung der Materialstärke möglich ist und in der Folge Bauteile und Baugruppen erheblich leichter werden.“ Typische Vertreter der am Markt bekannten Edelstahlsorten sind die sogenannten Duplexstähle, bei denen zusätzlich eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit gegeben ist. Aktuelle Entwicklungen finden sich in hochfesten Stahlgruppen, die durch neue, nickelfreie und damit kostengünstige Austenite erweitert wurden.

Weitere Aktivitäten um den Edelstahl sieht Weiß in einer ganzheitlichen Betrachtung der Verarbeitungsprozesse. Dort liege noch erhebliches Potenzial zur Effektivitätssteigerung. Demnach sind zum Beispiel in einem Umformprozess die Wechselwirkungen zahlreicher Faktoren von Bedeutung. Zu betrachten ist dabei das System Werkstoff, Werkstoffoberfläche, Beschichtung, Werkzeugoberfläche und die Prozessführung des Umformvorgangs. „Weit entwickelte Simulationsmöglichkeiten helfen, kostenintensive Feldversuche auf ein wirtschaftliches Maß zu reduzieren“, sagt Weiß.

Werkstoff- und Prozesssimulation – Werkzeuge, die Zeit und Kosten sparen

Simulation, das ist das Terrain, auf dem sich die Dynamore GmbH bewegt. Das Softwareunternehmen hat eine ganze Reihe von Simulationstools in seinem Portfolio, unter anderem speziell für die Umformtechnik. So weiß Dr. André Haufe von Dynamore: „In der Umformsimulation wird die Genauigkeit der Ergebnisse und damit auch die Prognosegüte maßgeblich von der Modellierung des Werkstoffverhaltens beeinflusst.

„Demnach erhöht sich der Schwierigkeitsgrad bei der Modellierung von austenitischen Edelstählen insbesondere durch die Bildung von Verformungsmartensit während der Umformung. Es entsteht dabei ein anderer Werkstoff, der sich nicht mehr allein mit einer gemessenen Fließkurve beschreiben lässt. „Um dieses Verhalten in der Simulation abbilden zu können, muss ein spezielles Materialmodell, das die Martensitbildung, den sogenannten Trip-Effekt, abbilden kann, verwendet werden“, berichtet Haufe.

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