TRIP und TWIP: So funktioniert der neue Werkstoff
Die besonderen Eigenschaften des Stahlgusses beruhen auf zwei Mikrostrukturmechanismen: dem TRIP- und dem TWIP-Effekt. Beide sorgen dafür, dass sich das Material unter Belastung gezielt verändert und dadurch fester und zäher wird.
Beim TRIP-Effekt verwandelt sich ein Teil des zähen Austenits in harten Martensit. Das erhöht die Widerstandskraft des Materials, vor allem gegen Risse.
Beim TWIP-Effekt entstehen sogenannte Verformungszwillinge im Gefüge, die ebenfalls die Festigkeit und Zähigkeit steigern.
Das Ergebnis: Der Werkstoff hält hohen Belastungen stand und kann mehr mechanische Energie aufnehmen – ideal für sicherheitsrelevante Anwendungen.
Effiziente Fertigung durch Kaltumformung
Die Legierung eignet sich für die energiearme Kaltmassivumformung. Dabei wird ein vorgegossenes Werkstück mechanisch umgeformt, ohne vorher erhitzt zu werden. Die Belastung aktiviert die TRIP-/TWIP-Mechanismen, was zu einer mikrostrukturellen Verfestigung führt. Eine nachgeschaltete Wärmebehandlung sorgt für eine feinkörnige Rückumwandlung der Martensitphase in Austenit. Diese Kombination aus Umformung und gezielter Wärmebehandlung ermöglicht eine gezielte Gefügestabilisierung – für belastbare Bauteile mit langer Lebensdauer. Gleichzeitig entfallen aufwendige Prozessschritte wie Erwärmen, Walzen oder Entzundern, was Energie spart und die Produktionskosten senkt.
Die neue Legierung ist für alle Anwendungen geeignet, bei denen hohe Sicherheitsanforderungen mit wirtschaftlicher Fertigung kombiniert werden müssen. Dazu zählen etwa Fahrwerksbauteile, Schrauben oder Crashabsorber im Fahrzeugbau, Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt, Implantate in der Medizintechnik oder Befestigungselemente im Tunnel- und Brückenbau.
Neben den mechanischen Eigenschaften überzeugt die Entwicklung auch unter Nachhaltigkeitsaspekten. Der teilweise Ersatz von Nickel durch Kupfer verringert die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen und reduziert gesundheitliche Risiken bei der Verarbeitung. Die deutlich geringere Energieaufnahme der Kaltumformung senkt CO₂-Emissionen und trägt zur Kosteneffizienz bei.
