Gesundheit : Stärker als zehn Elefanten

Paul Janositz

Je weniger ein Fahrzeug wiegt, desto geringer ist der Spritverbrauch. Deshalb sind Autoproduzenten an möglichst leichten Materialien interessiert. Ideal ist es, wenn die Leichtgewichte möglichst noch bessere Eigenschaften als herkömmliches Material aufweisen. Die Werkstoffe müssen auch fest genug sein, um das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen, ohne sich zu verformen. Zudem sollten sie so starr sein, dass Insassen bei einem Unfall geschützt sind. Um die Aufprallenergie zu schlucken, sollte das Material sich gleichzeitig kalkulierbar verformen lassen.

Solche Eigenschaften besitzen leichtgewichtige Werkstoffe aus Stahl, die Wissenschaftler um Georg Frommeyer vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf entwickelt haben. Die neuartigen Legierungen haben nicht rund zehn Prozent weniger Gewicht als herkömmliche Eisenwerkstoffe, sie sind auch extrem stabil und besonders dehnungsfähig, sagt Frommeyer.

Den Durchbruch zur vielseitigen Legierung brachte die richtige Mischung des Eisens mit den verschiedenen Komponenten. Stahl mit einem Gehalt von 15 Prozent Mangan und jeweils drei Prozent Aluminium und Silizium erwies sich als besonders fest. Er kann Spannungen von 1100 Megapascal aushalten, das entspricht dem Gewicht von zehn Elefanten auf einer Briefmarke. Herkömmlicher Karosseriestahl reißt dagegen bereits bei 700 Megapascal.

Ein anderer Stahl aus der Düsseldorfer Forschungsschmiede mit 25 Prozent Mangan und jeweils drei Prozent Aluminium und Silizium glänzt durch große Dehnbarkeit. Der Werkstoff lässt sich um etwa 90 Prozent in die Länge ziehen, ohne zu zerreißen. „Das als ausgesprochen dehnbar geltende Gold hält dagegen nur 60 Prozent Dehnung aus“, sagt Frommeyer. Sein Stahl kann als ideales Material für Bauteile im Motorraum gelten, da er Kräfte schnell aufnehmen und viel Energie absorbieren kann. Frommeyer erwartet, dass die neuen Werkstoffe etwa in fünf Jahren im Fahrzeugbau eingesetzt werden können.

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