Projektbereich B: Prozessentwicklung und Probenherstellung

Projektbereich B: Prozessentwicklung und Probenherstellung
Projektbereich B: Prozessentwicklung und Probenherstellung


In Projektbereich B wird die Anwendbarkeit der klassischen Herstellungsverfahren und ihr Einfluss auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften von Fe-Mn-C-Legierungen untersucht. Dabei stehen neben der experimentellen Simulation der Erstarrung die Warm- und Kaltumformprozesse sowie Glühprozesse und deren numerische Simulationen im Vordergrund.

Die experimentelle Simulation der Erstarrung im System Fe-Mn-C findet im Erstarrungslabor des Instituts für Eisenhüttenkunde in Teilprojekt B1 statt. Dazu werden Legierungen erzeugt und unterschiedlichen Abkühlraten unterworfen. Daneben kann auch die Warmumformung in Teilprojekt B2 direkt im Anschluss an die Erstarrung durchgeführt werden. Mit Hilfe der in Teilprojekt C1 durchgeführten licht- und elektronenmikroskopischen Analysen werden die relevanten Strukturmerkmale der Fe-Mn-C-Legierungen quantitativ beschrieben. Die Ergebnisse dienen der Unterstützung und Validierung der ab initio basierten Berechnungen des Erstarrungs- (A4) und Umformverhaltens (A7).

Die Untersuchung der Umformprozesse (Warmumformen mit und ohne Zwischenwärmebehandlung, Kaltumformung zum Halbzeug) findet auf experimenteller und numerischer Ebene im Teilprojekt B2 statt. Dazu erfolgt im Anschluss an die experimentelle Darstellung und Parametererarbeitung die Entwicklung von Simulationsmodellen, die es erlauben, das makroskopische Werkstoffverhalten unter gezielter Einbindung metallphysikalischer Phänomene zu untersuchen. Hierdurch soll erreicht werden, dass die Verarbeitungseigenschaften des Stahls auf makroskopischer Ebene auf metallphysikalische Mechanismen zurückgeführt werden können. Des weiteren werden hiermit Daten zur Validierung der hochtemperatur-Mechanismenkarten für A5 bereitgestellt. Das warm- und kaltgewalzte Material wird für die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften in C2 genutzt.

Die Simulation von Rekristallisation und Kornwachstum bei Wärmebehandlung, die in B4 durchgeführt wird, basiert auf den im Projektbereich A ermittelten Energien und Mobilitäten von Korngrenzen und Tripellinien. Sie ermöglichen Vorhersagen zu Morphologie, Textur und Korngrößenverteilung. Diese werden mit entsprechenden experimentell bestimmten Daten im System Fe-Mn-C verglichen und überprüft. Das Prozessfenster für die Rekristallisation der Fe-Mn-C-Legierungen wird erarbeitet und die Parameter zur Glühung an das Teilprojekt A5 weitergeleitet.

Teilprojekte des Projektbereichs B