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Werkstoff- und Prozessentwicklung von mikrolegierten AFP-Stählen mittels gekoppelter Thermodynamik und Mikrostrukturmodellierung

Status abgeschlossen
Ziele

1. Reduzierung der Kosten durch wissensbasierte Werkstoff- und Prozessentwicklung von mikrolegierten AFP-Stählen mittels Thermodynamik- und Mikrostrukturmodellierung
Durch die genaue Vorhersage der lokalen Fließspannung in Abhängigkeit von Prozessgrößen und chemischer Stahlzusammensetzung wird eine Verbesserung der Prozessauslegung sowie der Werkstoffeigenschaften angestrebt.
Dies ermöglicht im Einzelnen:

  • Optimierung der Wiedererwärmung hinsichtlich Energie, Korngröße und Lösungszustand der Mikrolegierungselemente (MLE) sowie deren Auswirkung auf spätere Prozessschritte,
  • Verbesserte Abschätzung der benötigten Presskraft und damit der Kapazitätsplanung,
  • Verbesserte Werkzeugauslegung,
  • Evaluierung der Umformbedingungen auf die verformungsinduzierte Ausscheidungsbildung.
  • Gezielte Eigenschaftsverbesserung hinsichtlich Korngröße und Ausscheidungszustand,
  • Erweiterung des angewendeten Werkstoffspektrums.
  • Frühzeitiges Erkennen von möglichen Schmiedefehlern

2. Kopplung des numerischen Mikrostrukturmodells mit der thermodynamischen Beschreibung der Ausscheidungsentwicklung
Das Werkstoffverhalten verschiedener Mikrolegierungselementsysteme (Ti, Nb, V) soll in Abhängigkeit von Versetzungsdichte sowie Art und Massenanteil an MLE beschrieben werden. Die allgemeine Gültigkeit der Modelle wird durch eine Kopplung mit thermodynamischen Datenbanken sichergestellt. Das Mikrostrukturmodell wird außerdem an einem AIN-legierten C 35 (Vergütungsstahl) evaluiert.

3. Integration der Wiedererwärmung in die Prozesssimulation
Durch die Integration der Wiedererwärmung wird die Einrichtung der gesamten virtuellen Prozesskette ermöglicht. Ziel ist es den Ausscheidungszustand verschiedener Mikrolegierungselemente und die Austenitkorngröße nach dem Wiedererwärmen als initiale Parameter bei der weiteren Prozesssimulation sowie deren Auswirkungen auf spätere Prozessschritte zu berücksichtigen.


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