MatHeMats - Verteilungsfunktionen zur Beschreibung heterogener metallischer Mikrostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ulrich Krupp, seit 1/2021
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 382552347

Unter den Advanced High Strength Stählen (AHSS) sind Dual Phase (DP) Stähle und Complex Phase (CP) Stähle die zwei am meisten verwendeten Stähle für Karosserieanwendung. Der Zusammenhang zwischen mechanischen Eigenschaften und Mikrostrukturmerkmalen für DP-Stähle wurde in Vergangenheit intensiv untersucht. Trotz der hohen Festigkeit und Gesamtdehnung von DP-Stählen sind sie jedoch nicht die beste Wahl für Formgebungsprozesse, die eine besondere lokale Verformbarkeit erfordern. Im Vergleich zu DP-Stählen haben CP-Stähle mit einer heterogeneren Mikrostruktur eine hervorragende Formbarkeit für viele Umformvorgänge. Dies führt zu einer interessanten Frage: Ist es möglich, mehr ausgewogene mechanische Eigenschaften von mehrphasigen Stählen durch eine Anpassung der Mikrostrukturgradienten zu erreichen? Um diese Frage zu beantworten, ist die vorliegende Beschreibung der CP-Mikrostruktur zu ungenau, die nur den vagen Bruchteil der vereinfachten Phasen berücksichtigt. Eine detaillierte Beschreibung der Mikrostrukturmerkmale von CP-Stählen ist erforderlich, um die Korrelation zwischen der komplexen Mikrostruktur und dem Verhalten bei Kaltumformvorgängen zu untersuchen.Daher beschreiben wir die heterogene Mikrostruktur von CP-Stählen mit Verteilungsfunktionen der verschiedenen Mikrostrukturmerkmale, wie z. B. die Elementverteilung in verschiedenen Phasen, die Versetzungsdichte, die Korngröße und die Morphologie, die Verteilung und die Ausscheidungsgröße. Anschließend wollen wir die Korrelation zwischen den Verteilungsfunktionen und den mechanischen Eigenschaften sowohl auf globaler als auch auf lokaler Ebene formulieren. AGH wird für die Entwicklung der Verteilungsfunktionen der Mikrostruktur verantwortlich sein und diese bei der Phasenumwandlung der CP-Stahlbearbeitung evaluieren. Die RWTH ist verantwortlich für die Erstellung der Korrelation zwischen den Verteilungsfunktionen von Mikrostrukturmerkmalen und den mechanischen Eigenschaften durch Experimente und Simulationen.Wir gehen davon aus, dass mit diesem Projekt eine quantitative Beschreibung von Gradientengefügemerkmalen entwickelt werden kann und diese neue Beschreibung ein leistungsfähigeres und schnelleres Werkzeug für die Weiterentwicklung von AHSS bieten kann. Schlussendlich werden die Ergebnisse dieses Projekts auch die Konstruktion und Fertigung der CP-Stähle leiten, um in Zukunft mehr ausgewogene mechanische Eigenschaften zu erreichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Maciej Pietrzyk
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Bleck, bis 1/2021