Werkstoffentwicklungen für thermisch beanspruchte Eisenbahnräder

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Werkstoffentwicklungen für thermisch beanspruchte Eisenbahnräder

Heermant, C. / Poschmann, I.

Ein neues Werkstoffkonzept für thermisch beanspruchte Eisenbahnräder beruht auf niedrig legierten perlitisch ferritischen Stählen, deren Kohlenstoffgehalt auf maximal 0,45 Gewichts-% begrenzt wurde. Diesen Stählen wurden solche Legierungselemente zugegeben, die als Mischkristallhärter bzw. Sonderkarbidbildner die Ferritphase des Stahls verfestigen und zudem stabilisieren. Umfangreiche Werkstoffprüfungen ergaben, dass die neuen Stähle hinsichtlich Festigkeit, Bruchzähigkeit und Ermüdungsverhalten sowie hinsichtlich des Temperaturverhaltens der Warmfestigkeit und der Kerbschlagarbeit den UIC-genormten Referenzstählen ebenbürtig sind. Weitere Untersuchungen, die gegenwärtig mit mehreren Hochschulpartnern durchgeführt werden, konzentrieren sich auf das Thermoschockverhalten, das Verhalten unter Temperaturwechselbeanspruchung sowie auf das Ermüdungsverhalten von Radwerkstoffen unter zyklischer mechanischer Belastung bei erhöhter Temperatur. Gegenwärtig startet der Bochumer Verein gemeinsam mit mehreren europäischen Eisenbahnunternehmen Betriebsversuche mit den Werkstoffen S2-L und S3-L, die der Erprobung verschiedener Radbauarten unter Betriebsbedingungen dienen. Teile der hier vorgestellten Werkstoffentwicklungen entstanden im Rahmen des Verbundprojektes OPTIKON und wurden durch das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie gefördert.