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Edelstahl Edelstahlkomponenten im Flugzeugbau

| Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Edelstahl nimmt gewichtsbedingt im Flugzeugbau eine untergeordnete Stellung ein. Für besonders anspruchsvolle Anwendungen bleibt er jedoch unverzichtbar.

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Mit Ausdehnungslegierungen vom Typ „Pernifer 36“ werden passgenaue Teile für Rumpf oder Flügel von Flugzeugen hergestellt.
Mit Ausdehnungslegierungen vom Typ „Pernifer 36“ werden passgenaue Teile für Rumpf oder Flügel von Flugzeugen hergestellt.
(Bild: Thyssen Krupp VDM)

Extreme Bedingungen wie Einsatztemperaturen bis 1300 °C, aggressive Medien und höchste mechanische Belastungen verlangen Werkstoffen in der Luft- und Raumfahrtindustrie viel ab. Maximale, temperaturunabhängige Festigkeit und Steifigkeit, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit sowie Nicht-Magnetisierbarkeit kennzeichnen die Anforderungen an Luftfahrtwerkstoffe. Zugleich haben sie ein existenzielles Gewichtsproblem, denn für einen effizienten Flugbetrieb zählt jedes Gramm. Nicht zuletzt entscheiden Preis und Verfügbarkeit über ihren Einsatz – im Vergleich mit Titan zwei wesentliche Pluspunkte für Edelstahl Rostfrei.

Korrosionsbeständige Stähle

Der 1912 entwickelte Edelstahl vom Typ 1.4301 war der erste Schritt auf dem Weg zu rost-, säure- und hitzebeständigen Werkstoffen. Durch Erhöhung des Legierungsanteils von Nickel von 8 % auf 10 % und Hinzulegieren von Molybdän konnte 1928 der V4A-Stahl zum Patent angemeldet werden. Er entspricht den heutigen Werkstoffnummern 1.4401, 1.4404 und 1.4571 für korrosiv und thermisch höhere Beanspruchungen. Mit der Entwicklung von Nickel-Basis-Superlegierungen stehen der Industrie seit 1940 kriech- und spannungsfeste Legierungen auch für Temperaturen über 800 °C zur Verfügung. Sie kennzeichnen zugleich eine hohe thermomechanische Ermüdungsfestigkeit und Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit. Ihr Einsatzspektrum wuchs mit den fortschreitenden technischen Möglichkeiten der Verarbeitung und den rasant steigenden Anforderungen der Luftfahrtindustrie. Ob als Triebwerksteile, Quer- oder Seitenruder des legendären Überschallflugzeugs Concorde, an Bord der Apollo 11 auf dem Weg zur Mondlandung oder als Komponenten von Flaggschiffen der heutigen Luftfahrt wie dem Airbus A380 oder der Trägerrakete Ariane 5: Seit vielen Jahrzehnten tragen korrosionsbeständige Stähle und Legierungen kontinuierlich zur technischen Verbesserung der Fluggeräte bei. Aluminium und Kunststoffcomposites eroberten zwar im Laufe der Jahre durch ihr geringes Gewicht erhebliche Marktanteile, aber Bauteile mit besonderen physikalischen Anforderungen machen Edelstähle auch weiterhin unverzichtbar. Im Bereich der korrosionsbeständigen Stähle zählen neben den klassischen Edelbaustählen für die Luftfahrt vom Typ 1.7734 auch nichtrostende martensit-aushärtende Stähle vom Typ 1.4548, martensitische Stähle Typ 1.4044, austenitische Stähle Typ 1.4546 sowie nichtmagnetisierbare Stähle, die auch bei extremer Kaltverfestigung diese Eigenschaft bewahren, zu den Sonderstählen.

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