Leicht und doch formbarForscher entwickeln neue Form von Stahl
Wissenschaftler aus Südkorea gelingt es, eine neue Form von Stahl herzustellen. Das Besondere daran ist: Die metallische Legierung ist nicht nur hochfest und leicht, sie ist auch gut verformbar. Das Material könnte in Zukunft Autos sicherer machen.
Südkoreanische Wissenschaftler haben einen neuen leichten Stahl entwickelt, der zugleich hochfest und gut verformbar ist. Das berichten Hansoo Kim und seine Kollegen vom Graduate Institute of Ferrous Technology in Pohang in der Fachzeitschrift "Nature". Neben Eisen, Mangan und Aluminium enthält die Legierung auch Nickel. Das Material könnte etwa die Herstellung besonders sicherer Autos ermöglichen.
Die Wissenschaftler walzten den von ihnen entwickelten Stahl zunächst bei mehr als 1000 Grad Celsius auf eine Dicke von drei Millimetern. Nach der Abkühlung folgte das Kaltwalzen zu ein Millimeter dünnen Blechen. Diese wurden danach bei etwa 900 Grad Celsius bis zu 60 Minuten geglüht, um Spannungen im Material zu verringern. Dann kühlten die Forscher sie rasch auf 25 Grad ab. Anschließend untersuchten sie das Ergebnis mit verschiedenen Verfahren.
Vielseitige Verwendungsmöglichkeiten
Die besonderen Eigenschaften ihres Stahls - leicht, fest und doch verformbar - erklärt das Team damit, dass Nickel, dessen Anteil bei rund fünf Gewichtsprozent liegt, die Bildung von Nanokristallen aus spröden intermetallischen Verbindungen fördere. Diese Verbindungen weisen eine andere Kristallstruktur auf als die beteiligten Metalle. In diesen Nanokristallen sind im Vergleich zur übrigen Legierung die Anteile von Aluminium und Nickel höher und diejenigen von Eisen und Mangan niedriger. Den Forschern zufolge behalten diese Nanokristalle bei der Verformung des Metalls ihre Struktur und sorgen so für Stabilität, zudem bleibe der Stahl durch ihre feine Verteilung verformbar.
Stefan Zaefferer vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf ist vom Ergebnis der Studie überzeugt: "Es ist eine interessante Stahlentwicklung, die fantastische Eigenschaften aufweist." Das Verfahren könne außer beim Aufprallschutz für Fahrzeuge auch bei hochfesten Stählen zum Einsatz kommen, die bei der Herstellung stark verformt werden müssten. Ursache der besonderen Stahleigenschaften seien aber nicht die Partikel aus intermetallischen Verbindungen, glaubt der Forscher. Stattdessen seien für die Formbarkeit die Anordnung der Metallatome zu etwa parallelen Linien und die dadurch verursachte Abgleitung auf wohl definierten Ebenen entscheidend.