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Statements

"Stahl ist nicht gleich Stahl. Wir brauchen den direkten Draht zu den Herstellern, Spezial­stähle kriegen wir nicht von chinesischen Anbietern, sondern nur im direkten Dialog."

Carl Martin Welcker,
Vize-Präsident des VDMA

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Maschinen- und Anlagenbau

Neue Stähle für den Maschinen- und Anlagenbau

Neue Stahlsorten eröffnen dem Maschinen- und Anlagenbau neue Möglichkeiten für kostengünstige Leichtbaukonzepte, für immer leistungsfähigere Konstruktionen, für immer bessere Verarbeitungseigenschaften, für den Einsatz unter Extrembedingungen.

Seit mehr als 3000 Jahren ist der Werkstoff Stahl eine der wichtigsten Grundlagen für technischen und wirtschaftlichen Fortschritt. Viele Entwicklungsschübe, wie z. B. Dampfmaschine, Eisenbahn, Starkstromtechnik, Automobil, Ammoniaksynthese, Gasturbine, Gasverflüssigungsanlagen, Kraftwerke, Magnetschwebebahn hätten ohne Stahl nicht zu den industriellen Hochleistungen geführt, die wir heute als selbstverständlich empfinden. Und trotz seines hohen Alters gehört Stahl nicht zum „alten Eisen“. Die ständige Weiterentwicklung führte zu einer großen Anzahl von Stahlsorten, die kontinuierlich den steigenden Anforderungen in den verschiedenen Anwendungsfeldern angepasst wurden. Diese Entwicklung kam auch solchen Werkstoffen zugute, die heute mit Stahl im Wettbewerb stehen. Die wirtschaftliche Herstellung und Verarbeitung von Kunststoffen, Beton, Aluminium und Keramik wären ohne Stahl nicht möglich. Die Vielfalt der Eigenschaftsmerkmale, kombiniert mit zahlreichen Erzeugnis- bzw. Lieferformen wie Bleche, Rohre, Profile, Guß- und Schmiedestücke, Stäbe, Drähte oder Seile, macht Stahl in nahezu allen Bereichen der Technik unentbehrlich. Bei vielen Endprodukten ist Stahl der dominierende Werkstoff. Der Maschinen- und Anlagenbau bietet dafür überzeugende Beispiele. Und in fast jedem Endprodukt ist Stahl derjenige Bestandteil, dem besonders hohe Leistungen abverlangt werden.

Mit Stahl zur Quadratur des Kreises

Wo große Lei­stungen gefragt sind, kommt Stahl zum Einsatz.

Stahl kann in so vielfältiger Weise verwendet werden, weil seine physikalischen und chemischen Eigenschaften in weiten Grenzen gezielt verändert werden können. Dabei gelingt es, auch widersprüchliche Eigenschaften in einer Sorte anzulegen. Zur Herstellung von Tiefziehteilen für Autokarosserien und Haushaltsgeräte muss sich ein Feinblech sehr gut umformen lassen. Federn und Stoßdämpfer dagegen müssen hohe Stoßbeanspruchungen millionenfach aufnehmen können, ohne ihre ursprüngliche Form zu verlieren. Stähle für den Stahl- und Behälterbau müssen besonders gut schweißgeeignet sein, während von Baggerschaufeln und Brechwerken hohe Abriebfestigkeit gefordert wird. Wasserstoffbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen ist eine unerlässliche Anforderung bei Hochdruckreaktoren der Düngemittel- und Erdölchemie. Hohe Erwartungen an Keimfreiheit und Hygiene in der Medizin- und Lebensmitteltechnik sowie bei vielen Verpackungen lassen sich mit Erzeugnissen aus nichtrostenden Stählen oder aus Weißblech erfüllen. Für die automatisierte spanabhebende Bearbeitung werden Stähle benötigt, bei denen kurze, brüchige Späne anfallen. Für diesen Bedarf werden Automatenstähle mit erhöhtem Massenanteil an Schwefel angeboten. Die Weiterentwicklung der Stähle ermöglicht über die Erhöhung ihrer Leistungsfähigkeit auch die Verringerung der für den jeweiligen Anwendungsfall benötigten Menge und führt damit zur Ressourcenschonung. Mit den hochfesten schweißgeeigneten Feinkornbaustählen lassen sich beispielsweise hochbeanspruchbare Konstruktionen für höchste Sicherheitsanforderungen bei gleichzeitiger Verminderung der Werkstoff- und Verarbeitungskosten ausführen.

Weniger ist mehr

Stähle werden immer fester und ermöglichen immer schlankere Strukturen. Das spart Ressourcen, benötigt weniger Energie und senkt CO2-Emissionen. Verbesserungen bei Konstruktion und Fertigungstechnik steigern Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität. Ein Beispiel aus dem Kranbau:

Während noch im Jahr 1975 ein überwiegend aus allgemeinen Baustählen hergestellter Autokran für Traglasten von 140 Tonnen ein Einsatzgewicht von 95 Tonnen hatte, beträgt bei einem modernen, unter Verwendung von hochfestem Feinkornbaustahl gefertigten Teleskop-Mobilkran mit einer Traglast von 160 Tonnen das Einsatzgewicht lediglich 60 Tonnen. Die Forderungen nach erhöhter Festigkeit bei sehr guter Eignung zum Kaltumformen und zur Veredelung der Oberflächen durch Verzinken oder durch Beschichten mit Kunststoffen zum Schutz gegen Korrosion haben z. B. zu höher- und höchstfesten Stählen geführt.

Gern auch wärmer

Für den Einsatz von Stählen im Energieanlagenbau ist in der Regel die Verbesserung der Warmfestigkeit die wichtigste Entwicklungsaufgabe. Die Steigerung der Warmfestigkeit erlaubt höhere Betriebstemperaturen, die zu einem verbesserten Prozesswirkungsgrad führen. Das bedeutet Einsparung von Energie und Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen.

Stahl fliegt

Flugzeug Stahl fliegt

Stahl kommt im Flugzeugbau vielfältig zum Einsatz.

Im Flugzeugbau stehen heute Antriebsaggregate zur Verfügung, die sehr hohe Startgewichte erlauben. Für moderne Verkehrs- und Transportflugzeuge sind Startgewichte von mehr als 40 t Stand der Technik. Ein „Jumbo“ erreicht sogar 400 t, der neue Airbus A380 bis zu 560 t. Bei diesen Gewichten sind die Fahrwerke der Flugzeuge während der Bewegungen auf dem Rollfeld, insbesondere aber beim Aufsetzen auf der Landebahn, höchsten Beanspruchungen ausgesetzt. Völlig im Einklang mit der im Flugzeugbau traditionell zwingenden Forderung nach Leichtbauweise und Gewichtsersparnis werden die Fahrwerke aus speziellen Vergütungsstählen mit Zugfestigkeiten von rund 2000 N/mm2 hergestellt. Entscheidend ist der Platzbedarf, da die Fahrwerke während des Flugs in den Rumpf eingezogen werden. Nur höchstfeste Stähle erlauben eine ausreichend schlanke Konstruktion der Fahrwerke. Auch die Weltraumfahrt kann auf Stahl nicht verzichten. Bei der europäischen Trägerrakete ARIANE 5 sorgen die beiden Feststoffmotoren (Booster) mit einem Gehäuse aus hochwarmfestem Stahl in der Startphase für den notwendigen Schub.