Univ.-Prof. Dr. Stefan Pogatscher, vom Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben
©MUL/StöbbauerCrossover-Legierungen aus Leoben sollen hohe Festigkeit mit guter Verarbeitbarkeit verbinden. Gemeinsam mit Amag wurde das Material bis zur Marktreife entwickelt. Mit Amag CrossAlloy®57 ist die Technologie bereits kommerziell verfügbar.
An der Montanuniversität Leoben wurde ein neues Konzept für Aluminiumlegierungen entwickelt, das einen klassischen Zielkonflikt der Werkstofftechnik lösen soll. Während gut formbare Aluminiumlegierungen bislang meist geringere Festigkeiten aufweisen, sind besonders feste Werkstoffe häufig schwieriger zu verarbeiten. Die sogenannten Crossover-Legierungen sollen beide Eigenschaften verbinden.
„Wir haben nicht einfach eine bessere 5xxx- oder eine bessere 7xxx-Legierung entwickelt. Wir haben gefragt, warum es diese Grenze überhaupt geben muss“, erklärt Stefan Pogatscher vom Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben.
T-Phase sorgt für hohe Festigkeit
Entscheidend für die Eigenschaften der neuen Legierungen ist die sogenannte T-Phase. Durch eine gezielte Kombination von Magnesium, Zink und teilweise Kupfer lassen sich die Werkstoffe zunächst gut umformen. Eine anschließende Wärmebehandlung erhöht die Festigkeit auf ein Niveau, das laut Universität an klassische hochfeste 7xxx-Legierungen heranreichen kann.
Die Aushärtung lässt sich dabei in bestehende Produktionsprozesse integrieren. Im Automobilbau kann sie beispielsweise während des Lackeinbrennens erfolgen, zusätzliche energieintensive Prozessschritte sollen dadurch vermieden werden.
Von Leoben zur industriellen Produktion
Entwickelt wurde das Konzept im Christian-Doppler-Labor für fortgeschrittene Aluminiumlegierungen an der Montanuniversität Leoben. Gemeinsam mit dem Industriepartner Amag Austria Metall AG wurde die Technologie von ersten Laborproben über größere Versuchschargen bis zu Produktionsversuchen im Werk Ranshofen weiterentwickelt.
Mit Amag CrossAlloy®57 ist inzwischen ein erstes Produkt auf Basis der Technologie kommerziell erhältlich.
„Der wissenschaftliche Nachweis ist wichtig. Der entscheidende Schritt ist aber, wenn aus einer Idee ein Werkstoff wird, der industriell produziert und verarbeitet werden kann“, sagt Pogatscher.
Potenzial für Leichtbau, Recycling und Raumfahrt
Anwendungsmöglichkeiten sieht die Montanuniversität unter anderem im Automobilbau, in der Bahnindustrie, Robotik und Raumfahrt. Durch die Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit könnten Bauteile leichter ausgeführt werden.
Auch beim Recycling sollen die Crossover-Legierungen Vorteile bieten. Sie wurden so entwickelt, dass höhere Anteile an Recyclingmaterial verarbeitet werden können. Gleichzeitig könnte der Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe innerhalb eines Bauteils reduziert werden.
Forschungsergebnisse zur hohen Strahlungstoleranz der T-Phase haben zudem Interesse an möglichen Anwendungen im Weltraum geweckt. Mit der internationalen Vermarktung der Werkstofffamilie soll die in Leoben entwickelte Technologie nun weitere industrielle Einsatzfelder erschließen.
