Numerische Vorhersage der Gefügeentwicklung beim Warmwalzen von Aluminiumlegierungen

Abb.:EBSD (Electron backstatter diffraction) – Aufnahme einer warm gewalzten und geglühten 6xxxer- Aluminiumlegierung mit typischen in Walzrichtung gestreckten Körnern. Falschfarben indizieren unterschiedliche Kornorientierungen.

Ein gleichmäßiges und feinkörniges Gefüge ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Aluminiumhalbzeugen. Sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch das Korrosionsverhalten hängen von der mittleren Korngröße ab. Beim industriellen Warmwalzen ändert sich das Gefüge einerseits durch die Verformung und andererseits durch das Wandern von Korngrenzen bei erhöhter Temperatur.

Seitens der Industrie besteht ein großer Bedarf an numerischen Methoden, die eine zuverlässige Vorhersage der Gefügeentwicklung erlauben. Ziel der Arbeit ist die Adaptierung und Implementierung eines neuartigen numerischen Modells für die Gefügeentwicklung von Aluminium-Legierungen.

Das Modell berücksichtigt sowohl die Verformung als auch das Wandern von Korngrenzen. Es zeichnet sich gegenüber anderen Modellen dadurch aus, dass ein Ensemble von beliebig vielen einzelnen Körnern betrachtet wird. Das Modell soll anhand eines industriellen Anwendungsfalls getestet werden.

Literatur:

H. Riedel, J. Svoboda (2016). “A model for strain hardening, recovery, recrystallization and grain growth with applications to forming processes of nickel base alloys”. Materials Science & Engineering A 655, pp 175-183.
J. Humphreys, G.S. Rohrer, A. Rollett (2017). “Recrystallization and other annealing phenomena’, 3rd Edition.
Elsevier. Amsterdam, Oxford, Cambridge (US).

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