Subsitution von seltenen Erd-Metallen zur Entwicklung kaltzäher duktiler Gusseisenwerkstoffe

Die zentrale Zielsetzung des Verbundforschungsvorhabens GussTough ist die Substitution von Seltenen Erden aus dem Herstellprozess für Bauteile aus duktilen Gusseisenwerkstoffen. Gleichzeitig sollen die damit unmittelbar verknüpften Potenziale einer bisher nicht realisierbaren Werkstoffoptimierung zu einer vollständig geschlossenen Wertschöpfungskette entwickelt werden.

Die betriebssichere Auslegung von Gussteilen unter statischer und dynamischer Belastung durch günstiges Werkstoffverhalten bei dynamischer Belastung steht im Vordergrund bei der Entwicklung hochbelasteter Bauteile im Maschinenbau und der Fahrzeugtechnik. In den letzten Jahren hat die Erschließung neuer Einsatzbereiche dazu geführt, dass bisher ausreichende Eigenschaftsprofile konventioneller Werkstoffe nur noch begrenzt die neuen Anforderungsprofile erfüllen können. Windkraftanlagen im off-shore Einsatz, in Regionen mit stark schwankenden oder sehr tiefen Einsatztemperaturen, Nutzfahrzeuge, an deren Auslegung mittlerweile hohe Leichtbauansprüche gestellt werden, die unter extremen Lastbedingungen eine maximale Lebensdauer beispielsweise von Fahrwerkskomponenten gewährleisten müssen, sind Beispiele hierfür.

Die Charakterisierung der Werkstoffeigenschaften sind Bestandteil eines zentralen Arbeitspaketes im Projekt. Sie bildet die Grundlage zur Bewertung und Auswahl der Behandlungsmittel und Legierungszusammensetzungen, die in für die Demonstratoranwendungen weiter untersucht werden sollen. Zum anderen dienen die Eigenschaftsprofile der hergestellten Gussproben als Basis zur letztendlichen Festlegung der geeigneten Schmelzebehandlungsmittel und Legierungszusammen-setzungen, die dann für die Fertigung konkreter Bauteile verwendet werden sollen. Von größter Bedeutung sind die Ergebnisse dieses Arbeitspaketes für die in Arbeitspaket Simulation geplanten Arbeiten, da der Abgleich und die Verifikation der mittels Simulationsrechnungen ermittelten Gefüge- und Eigenschaften mit der tatsächlichen Situation eine Voraussetzung für die Weiterentwicklung eines funktionierenden Simulationswerkzeuges ist.

Eckdaten des Vorhabens:

Projektlaufzeit: 01.08.2014 – 31.07.2017
Projektleitung: Hochschule Kempten (Prof.Dr.-Ing. Dierk Hartmann); Hegerguss GmbH, Enkenbach
Konsortium: ProCast Guss GmbH; ENERCON – WRD GmbH, Aurich; MAGMA GmbH, Aachen; TU Clausthal-Zellerfeld, Institut für Metallurgie; ZF AG, Friedrichshafen
Assoziiert: ELKEM AS, Kristiansand, Norwegen; Georg Fischer AG, Schaffhausen, Schweiz; MAN Truck & Bus AG, München
Projektträger: PTJ, Jülich

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