Erhöhung der Festigkeit von AFP-Stählen

Die nächste Generation der Pleuelstähle

Die GMH Gruppe ist seit Jahren bewährter Partner der Automobilindustrie. Unsere Pleuelstähle beispielsweise zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und hervorragende Crackbarkeit aus. Aber unser Team weitet die Grenzen immer weiter aus – die nächste Werkstoffgeneration ist bereits entwickelt.

Ein kurzer Rückblick: 1992 entwickelte die Georgsmarienhütte GmbH gemeinsam mit anderen Unternehmen den ersten bruchtrennbaren geschmiedeten Stahl C70S6. Die damals vorhandenen konventionellen Pleuelstähle verformten sich aufgrund ihrer Duktilität beim Bruchtrennen, beim C70S6 entstanden die gewünschten, exakt zueinander passenden Bruchflächen. Außerdem war der Stahl gut zu bearbeiten und wies eine hohe Festigkeit und eine hohe Streckgrenze auf.

Die Streckgrenze gibt an, bis zu welcher Spannung ein Werkstoff mechanisch gedehnt werden kann, ohne dass er sich plastisch – also dauerhaft – verformt. Bis zu dieser Grenze sind eventuelle Verformungen, die die Dehnung verursacht, elastisch, das Material geht wieder in seine ursprüngliche Form zurück. Die Streckgrenze wird durch den Zugversuch ermittelt, bei dem der Werkstoff einer einachsigen und momentenfreien Zugkraft ausgesetzt wird. Und sie ist ein wichtiger Wert unter anderem für Pleuel, die in Motoren hohen Druck- und Zugbelastungen ausgesetzt sind. Ein kritischer Anwendungsbereich, für den hochfeste Stähle gefordert sind.

Bruchtrennbare AFP-Stähle – die Vorteile:

  • Kein Vergüten notwendig
  • Die Bearbeitung der Trennflächen entfällt
  • Die Schraubenlochbearbeitung wird erheblich vereinfacht
  • Zuverlässiger Einsatz unter hoher Beanspruchung

Kontinuierliche Weiterentwicklungen

Motoren wurden immer leistungsstärker und effizienter, die Anforderungen an Pleuelstahl stiegen. Auf den C70S6 folgte zunächst die Stahlgüte 70MnVS4, die mehr Mangan und Vanadium enthält, um feine Ausscheidungen zu bilden. Diese Partikel verbessern die Festigkeit deutlich. Mehrere europäische Motorenhersteller setzen den Stahl seit Jahren für höher beanspruchte Pleuelstangen ein.

2010 entwickelte die Georgsmarienhütte GmbH die Güte 46MnVS5 beziehungsweise 46MnVS6 mod. Sie erreicht dank ihres zusätzlichen Niobanteils hervorragende Festigkeitswerte und ist ein wichtiger Werkstoff für den Leichtbau: Pleuel aus 46MnVS5 sind mehr als zehn Prozent leichter als solche aus C70S6. Der Werkstoff ist mittlerweile weltweit fester Bestandteil in zahlreichen Kunden- und Materialspezifikationen.

Die nächste Generation steht bereit

Die Anforderungen im Bereich der Mobilität steigen weiter. Fahrzeuge müssen leichter und effizienter werden, um Emissionen zu reduzieren. Dabei muss natürlich weiterhin zuverlässige Sicherheit gewährleistet sein. In einem Kooperationsprojekt mit einem Kunden hat die Georgsmarienhütte GmbH die nächste Generation von bruchtrennbaren AFP-Stählen mit nochmals erhöhter Festigkeit entwickelt. Die Streckgrenze konnte hier auf mehr als 850 MPa erhöht werden. Damit liefern wir auch in Zukunft die besten Werkstoffe für bruchtrennbare Pleuel. Für effizienten Leichtbau, hohe Belastbarkeit und gute Verarbeitbarkeit. 

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Ansprechpartner

Dr. Thomas Wurm

Leiter Technische Kundenberatung und Anwendungsentwicklung der Georgsmarienhütte GmbH