Untersuchung des dehnratenabhängigen Werkstoffverhaltens von höherfesten Stählen

Neuartige Konstruktionswerkstoffe, welche eine hohe Festigkeit mit einem niedrigen Materialgewicht verbinden, sind von besonderem Interesse in verschiedenen Anwendungsgebieten. Insbesondere im Mobilitätssektor sind derartige innovative und nachhaltige Werkstoffe mit hoher spezifischer Festigkeit von Bedeutung, um sowohl die angestrebte Reduktion von Fahrzeugemissionen als auch eine ausreichende mechanische Stabilität der Karosserie zu erreichen. Stähle weisen dabei aufgrund ihres großen Eigenschaftsspektrums und der umfassende Prozesskenntnis in der Stahlverarbeitung bzw. Herstellung ein hohes Potenzial auf und es kann historisch bedingt auf eine umfassende Prozesskenntnis in der Stahlverarbeitung bzw. Herstellung zurückgegriffen werden. Bisher wurden derartige Eigenschaftsprofile nur durch aufwändige Nachbehandlungsschritte realisiert. Ein durch gezielte Legierungsmodifikation im Kupferkokillenschwerkraftguss bei erhöhten Abkühlgeschwindigkeiten hergestellter hochfester Werkzeugstahl zeigt bereits im Gusszustand ein vielversprechendes mechanisches Eigenschaftsprofil. Dieses wurde sowohl im quasi-statischen als auch im dynamischen Druckversuch eingehender untersucht. Hierbei konnte nur eine marginale Dehnratenabhängigkeit für den neuartigen Werkzeugstahl beobachtet werden. Im dynamischen Druckversuch wurden adiabatische Scherbänder nachgewiesen, deren Entstehung durch verschiedene Methoden der Gefügecharakterisierung nachverfolgt werden konnten und als Vorläuferstellen für das Materialversagen durch Bruch anzusehen sind