Mechanismenkontrollierte Prozessierung bandgegossener Hochmanganstähle

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Marco Haupt

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Das Erreichen der Klimaziele zur Begrenzung der globalen Erwärmung ist stark mit der Reduktion von Treibhausgasemissionen verknüpft. Die Sektoren Verkehr und Metallindustrie tragen entscheidend zu den globalen CO2-Emissionen bei, so dass für diese Bereiche immer schärfere Regularien zur Reduzierung der ausgestoßenen Treibhausgase auferlegt werden. Die Minderung der Treibhausgasemissionen hängt dabei maßgeblich von der Reduzierung des Energieverbrauchs ab. Die Automobilindustrie unternimmt daher erhebliche Anstrengungen zur Senkung des Fahrzeuggewichts, wodurch Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß reduziert werden können. Ein effektives Werkzeug stellt hierbei der Stahlleichtbau dar. Die Entwicklung höchstfester Stähle erlaubt aufgrund geringerer Bauteildicken eine signifikante Gewichtseinsparung bei der Fahrzeugkarosserie. Da bei einer Steigerung der Werkstofffestigkeit in der Regel eine Abnahme der Umformbarkeit einher geht, ist der Einsatz dieser Stahlwerkstoffe auf weniger komplexe Bauteilgeometrien beschränkt. Eine vielversprechende Entwicklung für die Anwendung im Automobil ist die Werkstoffklasse der Hochmanganstähle, die höchste Festigkeiten mit überlegener Umformbarkeit verbinden. Neben dem Einsatz für strukturelle Verstärkungen in komplexen Bauteilgeometrien ermöglichen diese Werkstoffe eine verbesserte Crashsicherheit aufgrund des hohen Energieabsorptionsvermögens. Die vergleichsweise geringe Streckgrenze dieser Stähle wird jedoch als nachteilig angesehen, so dass bereits zahlreiche Ansätze zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften entwickelt wurden. Eine Möglichkeit zur Energie- und Emissionseinsparung bei der Stahlproduktion stellt u. a. die Verkürzung der Prozesskette durch endabmessungsnahe Gießverfahren dar. Das Verfahren des Zwei-Rollen-Bandgießens weist in diesem Bereich ein besonders hohes Potential auf und ist zugleich prinzipiell für die Herstellung von hochmanganhaltigen Stählen geeignet. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, bestehende Fragestellungen zur Verbesserung der Oberflächenqualität beim Zwei-Rollen-Bandgießen von aluminiumhaltigen Hochmanganstählen beantworten zu können. Darüber hinaus sollen Möglichkeiten zur Optimierung des mechanischen Eigenschaftsprofils über den Ansatz der mechanismenkontrollierten Prozessierung erarbeitet werden. Das übergeordnete Ziel ist die Realisierung einer effektiven Prozesskette zur Herstellung hochmanganhaltiger Halbzeuge mit herausragenden Festigkeiten und ausgezeichneter Umformbarkeit auf Basis des Zwei-Rollen-Bandgießens.