Entwicklung eines Kosten-optimierten High-Speed-Stahls

Entwicklung eines kostenoptimierten High-Speed-Stahls

Die Unabhängigkeit von preis-volatilen Legierungselementen aus politisch instabilen Regionen kann für kleine und mittelständische Unternehmen wettbewerbsentscheidend sein. Insbesondere Kobalt gerät als beliebtes Element zur Mischkristallverfestigung in Eisenbasis-Legierungen deshalb immer wieder auf den Prüfstand. Dieser Umstand liefert die Basis für die Entwicklung eines neuen Schnellarbeitsstahls (HSS) für Walzwerkswalzen. Die Ansprüche an das Material sind hoch: So müssen sowohl die Härte als auch die Verschleißeigenschaften den Anforderungen genügen als auch – trotz des fehlenden Kobalts – eine ausreichend hohe Matrixfestigkeit erreicht werden.

Als Ansatz wurde hier eine gezielte Legierungsentwicklung mithilfe statistischer Versuchsplanung gewählt. Die Legierungselemente Wolfram, Molybdän, Vanadium und Chrom werden, ausgehend von einer bewährten, jedoch Kobalt-haltigen Referenzlegierung des Projektpartners, in einem teilfaktoriellen, zweistufigen Modell variiert. Die so kombinierten Legierungen werden vergossen und eingehend mechanisch und mikrostrukturell charakterisiert. Aus den empirischen Daten werden mathematische Modelle gewonnen, die nach einer Regressionsanalyse und unter Berücksichtigung der an den finalen Werkstoff gestellten Anforderungen zu einer neuen, optimierten Legierung führen.

Das Partnerunternehmen wird die neue Legierung unter Realbedingungen vergießen, härten und im Einsatz testen. Verlaufen diese Prüfungen erfolgreich, wird der gemeinsam entwickelte Werkstoff in das Werksportfolio übernommen und der Projektpartner kann seine Stellung am Markt gegenüber der starken Konkurrenz behaupten wenn nicht gar ausbauen.

 

Laufzeit: 01.04.2020 – 30.09.2021

 

Projektpartner: Walzengießerei & Hartgußwerk Quedlinburg GmbH

 

Förderung: ZIM

 

Bearbeiter: Stephanie Duwe