Die Entwicklung von neuen, beanspruchungsgerechten Stahlgusslegierungen für industrielle Anwendungen sowie deren Charakterisierung stellt ein wesentliches Forschungsthema in unserer Abteilung dar.

Dabei steht insbesondere das Design neuer Stahlgusslegierungen für Werkzeuganwendungen im Vordergrund, die häufig einer Vielzahl von Anforderungen gerecht werden müssen, wie z.B. hohe Härte, Festigkeit, Verschleißwiderstand, Zähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit.

Die generellen Forderungen nach längeren Werkzeugstandzeiten und ressourcensparenderen, effizienteren Prozessen stellen dabei die eigentlichen Herausforderungen im Werkzeugbau der Zukunft dar.

Einen wesentlichen Ansatz unserer Forschung liegt in der gezielten Einstellung von Phasen durch Steuerung der Erstarrungs- bzw. Abkühlraten. Durch die Einstellung hoher Abkühlraten kann die Bildung der Nichtgleichgewichtsphasen Martensit, Restaustenit sowie komplexer Karbide gefördert werden. Diese Kombination von Phasen führt bei der entwickelten Fe85Cr4Mo8V2C1-Legierung (Massenanteil in %) bereits im Gusszustand zu einer hohen Härte (≈ 60 HRC), Stauchgrenze (≈ 2000 MPa) und Druckfestigkeit (≈ 4000 MPa) sowie einer hohen Bruchstauchung von 12%. Gleichzeitig können durch eine maßgeschneiderte Phasenzusammensetzung und ein entsprechendes Karbiddesign exzellente abrasive Verschleißeigenschaften bei den entwickelten Legierungen erzielt werden.

Die Fertigung von Werkzeugen aus Hochleistungs-Stahlgusslegierungen stellt neben der aus Walz- und Schmiedestählen somit eine potentialreiche Alternative dar, da sich allein nur durch Urformen – ohne nachträgliches Umformen – in einem Prozessschritt endkonturnahe Bauteile fertigten lassen.