Hochfester kaltumformbarer austenitischer Stahlguss mit TRIP/TWIP-Eigenschaften

Herkömmlicher Stahlguss, so auch austenitischer Stahlguss, weist gegenüber Knetlegierungen mit gleicher chemischer Zusammensetzung, als Folge seines Primärgefüges, der dendritischen Gussstruktur und der vorhandenen Seigerungen geringere Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften auf. Daher wird Stahlguss aufgrund seiner erhöhten Sprödbruchneigung nicht kalt umgeformt. Ebenfalls ist das Energieabsorptionsvermögen eingeschränkt. Der Vorteil eines Festigkeitsanstiegs durch eine Kaltumformung im Wechselspiel mit einer Rekristallisation, wie er für Knetlegierungen gegeben ist, entfällt somit für Stahlguss bisher. Bauteile aus herkömmlichem Stahlguss müssen deshalb im Vergleich zu Knetlegierungen stärker dimensioniert werden, um im Einsatz äquivalente Kräfte zu übertragen.Eine Ausnahme von dieser grundsätzlichen Regel stellt der neu entwickelte austenitische Stahlguss mit TRIP/TWIP-Effekt (Transformed Induced Plasticity/ Twinning Induced Plasticity) dar [1-5].

A new austenitic cast steel from the type X4CrMnNi16 7 6 or X4CrMnNi16 7 7 is presented. The steel has a relatively low stability of the austenite with respect to the martensitic transformation to the e- and a´-martensite phase and a relatively slow stacking fault energy to ist chemical composition. Both influencing variables cause a TRIP/TWIP effect (Transformation Induced Plasticity/Twinning Induced Plasticity) under load conditions. The cast steel can be excellent cold formed, because the plasticity effects are triggered at room temperature, despite of a gross primary microstructure and dendrite structure. It is shown, that through drawing and rolling high deformation degrees can be reached without any intermediate annealing. The cast steel work hardens by the cold forming. The steel forms deformation martensite and/or deformation twins. It can be recrystallized which can be used for the improvement of the cast structure. The strength properties increase significantly at the expense of the ductility properties by a plastic prestrain at room temperature. Thus, a high strength cast steel with enough high ductility is produced. Cast structural components with high crash and wear resistance can be generated in future.