Quantitative Analyse der Rekristallisation durch Verknüpfung von Experiment und Computersimulation

Beschreibung

In der vorliegenden Arbeit ist es erstmals gelungen, einen quantitativen Zusammenhang zwischen der numerischen Simulation und der Untersuchung der Rekristallisation durch Laborexperimente herzustellen. Für die Untersuchungen wurden definiert verformte Proben hergestellt, deren Mikrostruktur mittels Einzelorientierungsmessung und photogrammetrischer Mikrodehnungsanalyse charakterisiert wurde. Die im verformten Zustand gemessenen Einzelorientierungen wurden als Ausgangsdatensatz für die Simulation mit der Methode des zellulären Automaten und der Simulation nach dem Potts-Monte-Carlo Modell verwendet. Durch diese Vorgehensweise wird eine quantitative Vergleichbarkeit der Ergebnisse der numerischen Simulation mit denen der experimentellen Laborglühungen erreicht. Die numerische Simulation mit dem zellulären Automaten wurde unter Variation des neu eingeführten Parameters der kritischen Versetzungsdichte durchgeführt. Durch die zeitliche Skalierbarkeit der Simulation mit dem zellulären Automaten konnte die Kinetik der einzelnen Simulationsrechnungen ausgewertet und mit realen Rekristallisationsbedingungen anhand des Avrami-Exponenten verglichen werden. Für die Durchführung von Potts-Monte-Carlo Simulationsrechnungen wurden an ausgewählten Probenstellen Einzelorientierungsmessungen im hochauflösenden Feld-Emissions-Rasterelektronenmikroskop angefertigt. Die Auswertung beider Simulationsmethoden zeigt deutlich, dass es möglich ist, bei entsprechender Auswahl der simulationskontrollierenden Parameter, mit numerischen Methoden ein nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ aussagekräftiges Ergebnis zu erzielen.

Autor*in

Hermann Lücken

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