Neue Verformungstechnik macht Edelstahl 2,6-mal stärker

Ein internationales Forschungsteam aus Metallurgen, Werkstoffwissenschaftlern und Ingenieuren hat eine innovative Methode entwickelt, um Edelstahl deutlich robuster gegenüber Materialermüdung zu machen. Wie in der renommierten Fachzeitschrift Science berichtet wird, basiert das Verfahren auf einer kontrollierten Verdrehung des Metalls, die tiefgreifende Veränderungen in dessen innerer Struktur bewirkt.

Angewendet wurde die Technik auf Edelstahl 304 – eine in der Industrie weit verbreitete Legierung. Durch das Verdrehen entstehen im Inneren des Metalls extrem feine, lamellenartige Strukturen von weniger als zehn Nanometern Größe. Diese wirken sich unmittelbar auf die mechanischen Eigenschaften aus: Sie verlangsamen die Bewegung sogenannter Versetzungen im Kristallgitter – kleinster atomarer Verschiebungen, die maßgeblich für das Versagen von Materialien unter Belastung verantwortlich sind.

Die Testergebnisse sind beeindruckend: Der behandelte Edelstahl weist eine 2,6-fache Festigkeit im Vergleich zu unbehandeltem Material auf und zeigt eine bis zu 10.000-fach höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber zyklischem Kriechen – einer schleichenden Verformung durch wiederholte Belastungen. Die Forscher vergleichen die neue innere Struktur des Metalls mit einer „Anti-Crash-Wand“, die auftretende Kräfte effektiv absorbiert und gleichmäßig verteilt.

Die Studie eröffnet neue Perspektiven für den Einsatz von Edelstahl in sicherheitskritischen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Fahrzeugbau oder im Brückenbau. Ob und wie sich das Verfahren in industriellem Maßstab wirtschaftlich umsetzen lässt, bleibt Gegenstand zukünftiger Untersuchungen.

Quelle: American Association for the Advancement of Science / Foto: marketSTEEL