Modellierung des thermomechanischen Materialverhaltens und der Gefügeentwicklung mikrolegierter Stähle
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Beschreibung
Es wird ein Modell für das thermomechanische Materialverhalten und die Gefügeentwicklung metallischer Werkstoffe erarbeitet. Dafür werden bewährte Modelle erweitert und in einem einheitlichen thermodynamischen Rahmen vereinigt. Das Materialmodell wird als Simulationsprogramm für die Prozessanalyse implementiert. Es wird anhand eines mikrolegierten Stahls validiert und ist auch für andere Legierungen mit ähnlichen Gefügeeigenschaften geeignet.
Bei der Warmumformung und Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe kommt es zu ausgeprägten Gefügeveränderungen durch Rekristallisation, Kornwachstum und Phasenumwandlungen. Diese bestimmen nicht nur die Eigenschaften der fertigen Halbzeuge und Bauteile, sondern sie stehen auch in enger Wechselwirkung mit dem thermomechanischen Materialverhalten.
In dieser Arbeit wird ein Modell für das thermomechanische Materialverhalten und die Gefügeentwicklung metallischer Werkstoffe erarbeitet. Auf Grundlage des Müller-Liu-Verfahrens werden bewährte Modelle erweitert und in einem einheitlichen thermodynamischen Rahmen vereinigt. So werden die verschiedenen Aspekte des Werkstoffverhaltens und ihre wechselseitigen Kopplungsphänomene thermodynamisch konsistent abgebildet.
Das Materialmodell wird als Simulationsprogramm für die Prozessanalyse implementiert. Es gibt das thermomechanische Verhalten und die Gefügeentwicklung eines mikrolegierten Stahls mit guter Genauigkeit wieder. Der Modellansatz kann darüber hinaus auf andere Legierungen mit ähnlichen Gefügeeigenschaften übertragen werden.
Autor*in
Lukas Kertsch
Themen in »Modellierung des thermomechanischen Materialverhaltens und der Gefügeentwicklung mikrolegierter Stähle«
Fraunhofer IWM Materialmodellierung Kontinuumsmechanik Thermodynamik Mikrostruktur Thermomechanik Werkstoffwissenschaftler Berechnungsingenieure Kontinuumsmechaniker Thermodynamiker