Geheimnis der Schmiede enträtselt
In einem gemeinsamen niederländisch-dänisch-französischen Projekt wurde nunmehr die wissenschaftliche Wahrheit hinter dem uralten Geheimnis des Schmieds enträtselt, dass der stärkste Stahl durch schnelles Kühlen geformt wird. In einer internationalen Studie über die Mikrostruktur von Stahl haben Forscher der Technologiestiftung STW glühend heißen Stahl mit einem Röntgenmikroskop analysiert und entdeckt, wie bei einer Temperatur von 900 Grad Celsius plötzlich zahlreiche mikroskopisch kleine Kristalle in dem Stahl entstanden. Die Ergebnisse, die am 1. November in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, beschreiben, wie die mikroskopisch kleinen Kristalle im Stahl ein Maß für die Stärke des Metalls sind und die Verformungsmerkmale bestimmen. Stahl mit vielen kleinen Kristallen ist stärker als Stahl mit einigen wenigen großen Kristallen. Mit diesen neuen Ergebnissen kann die Stahlindustrie den Produktionsprozess für Stahl weiter verfeinern und besser beherrschen. Das Forschungsteam richtete ein starkes Röntgenstrahlbündel auf ein Stück Stahl, das auf über 900 Grad Celsius erhitzt war. Dann ließen sie die Temperatur des Stahls um 5 Grad pro Minute sinken. Bei 822 Grad Celsius bekam das Stahl eine andere Kristallstruktur. Während bei hohen Temperaturen Kristalle mit einem Durchmesser von 50 Mikrometer auftreten, beträgt der Umfang der Kristalle unter 822 Grad Celsius 10 bis 40 Mikrometer. Die Entstehung solcher Stahlkristalle wurde erstmals so klar bildlich dargestellt. Die Bildung der neuen Kristalle scheint sehr viel einfacher zu sein, als die Materialforscher früher dachten. Die Energie, die für die Umschaltung der Struktur mit den großen Kristallen auf die "kühle" Struktur mit den vielen kleinen Kristallen erforderlich ist, ist einige Ordnungen kleiner als die derzeitigen Modelle vorhersagen. Das Forschungsteam bestand aus Materialforschern von der Technischen Universität Delft in den Niederlanden, vom Risø National Laboratory in Dänemark und von der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Frankreich.