Up-Quenching – neue Wärmebehandlung für den Autobau

Ein neues Verfahren zur Wärmebehandlung, das sogenannte Up-Quenching, macht eine Aluminiumlegierung für den Autobau fest und gut formbar zugleich.

Forscher der Montanuniversität Leoben haben mit Up-Quenching ein neuartiges Wärmebehandlungs-Konzept entwickelt, mit dem konventionelle Aluminium-Legierungen, die für den Autobau eingesetzt werden, unter Beibehaltung einer hohen Festigkeit leichter verformbar sind.

Um den Ausstoß von klimaschädlichen Abgasen zu reduzieren, setzen Automobilhersteller immer breitflächiger auf den Werkstoff Aluminium, welcher dreimal leichter als herkömmlicher Stahl ist. Speziell im Bereich der Karosserie-Außenhaut (Motorhauben, Türverkleidungen, Kofferraumdeckel) führen komplexe Designs jedoch zu steigenden Anforderungen hinsichtlich der Umformbarkeit, was die Optimierung bestehender Aluminium-Legierungen erfordert.

Unter Anwendung des herkömmlichen Herstellungswegs von Aluminium-Legierungen ist eine Festigkeitssteigerung leider meist mit einem Rückgang der Verformbarkeit verbunden. Ein Forscherteam um Univ.-Prof. Dr. Stefan Pogatscher vom Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben hat sich diesem Problem angenommen.

Unter Zuhilfenahme von Simulationen wurde eine gänzlich neue Wärmebehandlung gefunden, welche anstatt des üblichen raschen Abschreckens auf rasches Aufheizen – Up-Quenching – setzt.

In diesem Zusammenhang erklärt Dr. Florian Schmid, PostDoc im Christian Doppler Labor für fortgeschrittene Aluminium-Legierungen: „Normalerweise werden Aluminiumlegierungen im Rahmen einer klassischen Wärmebehandlung ein einziges Mal erwärmt und anschließend möglichst schnell abgeschreckt. Durch wiederholtes kurzzeitiges Erwärmen auf eine mittlere Temperatur können Eigenschaften innerhalb weniger Stunden erzeugt werden, welche sonst nur in einer unökonomisch langen Dauer von mehr als einer Woche realisierbar sind.“ Das neue Verfahren beschleunigt die Bildung von nanometergroßen Atomclustern, welche einen einzigartigen Weg zu hoher Festigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer guten Verformbarkeit ermöglichen. In einem aufsehenerregenden Artikel im neuen Nature Research Journal „Communications Materials“ demonstrieren die Forscher das Prinzip und die Möglichkeiten dieses neuartigen Verfahrensweges. Basierend darauf soll der Einsatz von Aluminium im Transportsektor noch attraktiver werden.