2013 hat die Gesellschaft Metalurgia S.A. als Mitglied des Konsortiums unter der Firma WireRodTRIP vom Nationalen Forschungs- und Entwicklungszentrum (NCBiR) einen Zuschuss für Maßnahmen zur Ausarbeitung von Produktionsmethoden für TRIP-Stahldrähte erhalten.

TRIP-Stähle (ang. Transformation Induced Plasticity) zeichnen sich durch perfekte Verformbarkeit aus. Dadurch eignen sie sich für formkomplexe Teile, die hohe Festigkeit und gutes Energieaufnahmevermögen erfordern. Die perfekte Verbindung hoher Festigkeit und Verformbarkeit von TRIP-Stahl ist resultiert aus der Phasenumwandlung von Restaustenit in Martensit im Verformungsprozess.

Zurzeit werden TRIP-Stähle (die zu sogenannten modernen Stählen gehören) immer öfter zur Herstellung von Karosseriebauteilen und Teilen der Knautschzone in der Automobilindustrie eingesetzt. Es kommt daher, dass diese Stähle die meistgewünschten Eigenschaften der Karosseriebleche besitzen, d.h. hohe Festigkeit und hohe Plastizität.

Darüber hinaus besitzen solche Stähle das Energieaufnahmevermögen nicht nur aufgrund der Formänderung (Knautschzonen) sondern auch aufgrund der Änderung der inneren Struktur. Es ist ein zusätzlicher Vorteil in der Situation, wo Sicherheit der Menschen von Stahlbauteilen abhängig ist.

Weltweit innovative Lösung ist der Einsatz von TRIP-Stählen zur Drahtherstellung und vor allem zur Herstellung von Teilen aus Draht. Diese innovative Lösung ist der Gegenstand der industriellen Forschung von Metalurgia S.A.

Metalurgia hat die Parameter beim Ziehen des Walzdrahtes mit TRIP-Effekt im Hinblick auf dessen Verwendung zur Herstellung von Schrauben, Stiften, Sonderdrähten, darin Heftklammer- und Federdrähten, geprüft und analysiert.

Was ist TRIP-Stahl

TRIP-Stahl ist niedriggekohlter Stahl mit dem Hauptlegierungsgehalt wie unten beschrieben:
C     - 0,1 ÷ 0,25%.
Mn     - 0,4 ÷ 2,5%
Si     - 0,4 ÷ 1,8%

Es ist also üblicher niedriggekohlter Stahl, in dem die Mehrphasenstruktur durch Anwendung eines entsprechenden Stahlabkühlungsprozesses nach dem Walzen erreicht wurde.
 
Um die einzigartigen Eigenschaften zu erhalten, darf dieser Stahl keiner thermischen Behandlung unterzogen werden.
Unter vielen Stahlsorten, die gegenwärtig in der Industrie verwendet werden, zeichnet sich der TRIP-Stahl durch die höchste Plastizität im Verhältnis zur Festigkeit aus.

Forschungsumfang

Metalurgia S.A. prüfte Eigenschaften von Drähten, die aus TRIP-Stahl gefertigt worden waren, und auf Basis folgender Sorten erzielt wurden: S355JR, 27MnSi5, G4Si1. Der Durchmesserbereich der gefertigten Drähte betrug 2,0 - 7,5 mm und die erzielten Festigkeitswerte lagen im Bereich 680 - 1600 MPa. Es ist zu berücksichtigen, dass TRIP-Drähte auch aus einer anderen Sorte des niedriggekohlten Walzdrahtes (auch aus einer nach individuellen Anforderungen des Draht-Empfängers gewählten Stahlsorte) gefertigt werden können, deren chemische Zusammensetzung in dem oben genannten Bereich liegen wird. Grundsätzlich entspricht die Mindestmenge von Walzdraht, der bei individueller Wahl der chemischen Zusammensetzung einmalig bestellt werden kann, der Schmelze von 120 Tonnen.

Metalurgia S. A. führt Forschungen in enger Zusammenarbeit mit der Technischen Hochschule Częstochowa durch. Die durch die Hochschule gefertigten Schraubenproben M15x12 aus niedriggekohltem TRIP-Stahl sowie aus C40-Stahl ergaben, dass mechanische Eigenschaften (Rm, R02) der aus dem TRIP-Stahl hergestellten Schrauben höher liegen als die der Schrauben aus mittelgekohltem Stahl.

Mögliche Verwendung des Drahtes aus TRIP-Stahl

1. Schrauben
- Herstellung von Schrauben mit komplizierten Schrauben- und Gewindeformen (was zurzeit bei der Verwendung einer sehr plastischen Stahlsorte, die allerdings niedrige Festigkeit aufweist, möglich ist),
- Verzicht auf die thermische Behandlung im Prozess - keine Notwendigkeit (und Möglichkeit) der Anwendung des Glühens zur Steigerung der Plastizität – Verminderung der Herstellungskosten,
- Reduktion der Werkzeugverschleißkosten aufgrund der besseren plastischen Parameter in der Anfangsphase,
- Verbesserung der Festigkeit von Schrauben – der mögliche Einsatz von Schrauben mit kleinerem Durchmesser – Reduktion des Gewichts der Konstruktion,
- Verbesserungen der Festigkeiten von Schrauben, was dazu führen kann, dass die fertigen Schrauben keiner thermischen Behandlung unterzogen werden müssen (Härten und Anlassen).

2. Stifte
- Herstellung von Stiften mit komplizierten Kopf- und Gewindeformen,
- Reduktion der Wahrscheinlichkeit von „Reißen” der Spitze bei hoher Festigkeit,
- möglicher Verzicht auf die eventuelle thermische Behandlung im Prozess,
- Reduktion der Werkzeugverschleißkosten aufgrund der besseren plastischen Parameter in der Anfangsphase,
- Verbesserung der Festigkeit von Stiften.

3. Heftklammerdrähte
- mögliche Erreichung höherer Festigkeitsparamater, ohne mittel- und hochgekohlte Stähle verwenden zu müssen,
- höhere Plastizität des Drahtes bei derselben Festigkeit.

4. Federn
- möglicher Einsatz von niedriggekohlten Drähten zur Herstellung von Federn – bei weniger anspruchsvollen Verwendungen (erhebliche Reduzierung der Federkosten).

5. Hochfeste Biegeteile
- Ersatz hochgekohlter Stähle durch den niedriggekohlten Stahl,
- mögliche Verwendung des Drahtes mit kleinerem Durchmesser (Reduktion des Gewichts),
- mögliches Biegen von komplizierten Elementen,
- Verlängerung der Langlebigkeit der Biege-Werkzeuge,
- Reduktion der Biegekraft (Einsatz von Maschinen mit niedrigeren Parametern, niedriger Energieverbrauch, kleineres Risiko der Beschädigung des Elementes).

Weitere Forschungen

Metalurgia beabsichtigt in einem weiteren Teil des Projektes die Vorteile der TRIP-Drähte in der Produktion von konkreten Elementen bei ihren ständigen Geschäftspartnern zu testen.

Vorgeschlagener Ablauf der Maßnahmen:

1. Auswahl der Partner anhand der konkreten Bedürfnisse, Bestrebungen nach Produktweiterentwicklung, Verwendung von innovativen und modernen Lösungen:
- Handelsgespräche, Festlegung potentieller Partner,
- Treffen zur Besprechung der Technologie, Festlegung der potentiellen Bedürfnisse und Möglichkeiten (Festlegung der Begründung für den Einsatz des neuen Materials),
2. Auswahl des Produktes zur Prüfung und zum Vergleich der Eigenschaften,
3. Gemeinsame Ausführung der Produktprüfungen nach Zulieferung einer kostenlosen Probe,
4. Überprüfung der Forschungen (technische Parameter, Technologiedaten, Qualitätsparameter und wirtschaftliche Daten),
5. Fertigung einer Probeserie.

Metalurgia bietet ihren Geschäftspartnern die Teilnahme an einem Projekt, das sich durch seine Innovation auf globaler Ebene auszeichnet. Der potentielle Umfang der möglichen Verwendungen des modernen Materials zur Herstellung von Draht und Drahtelementen ist enorm groß und die mit der Durchführung von Proben an Endprodukten verbundenen Kosten gering.   
Die potentiellen Vorteile, die aus der Umsetzung der Forschungsergebnisse resultieren, sind in erster Linie wirtschaftlicher Natur, d. h. Kostenersparnisse, neue hochqualitative Produkte, steigender Verkauf aber sie bedeuten auch:
- Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit und des Unternehmensbildes im Hinblick auf Innovation,
- Entwicklung neuer Produkte unter Berücksichtigung der Ressourceneffizienz,
- Steigerung der Mitarbeiter-Kompetenzen durch den Zugang zu innovativen Lösungen.