Phasenfeldmodellierung martensitischer Umwandlung in nieder-legiertem Stahl unter Berücksichtigung des Effekts großer elasto-plastischer Dehnung

• Antragsteller: Dr. Oleg Shchyglo
• Fachliche Zuordnung: Computergestütztes Werkstoffdesign und Simulation von Werkstoffverhalten von atomistischer bis mikroskopischer Skala ; Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452543515

Das Projekt befasst sich mit der Modellierung und Simulation der Martensit Mikrostrukturbildung in kohlenstoffarmen Stählen mittels der Phasen-Feld Methode. Dies soll neue Einblick in das komplexe Zusammenspiel zwischen autokatalytischer Keimbildung und anisotropem Wachstum von Martensitvarianten unterschiedlicher Art geben. Die Ziele des Projekts sind: systematische Untersuchung der Konkurrenz zwischen elastischer Energie und plastischer Aktivität in FCC- und BCT-Phasen und der daraus resultierenden hierarchischen Anordnung des Martensitgefüges in Latten, Blöcken und Paketen, Untersuchung der Eigenspannungen auf die resultierende Martensit-Streckgrenze. Damit soll ein numerisches Werkzeug zur Vorhersage der Martensit Umwandlungskinetik in technischen Prozessen bereitgestellt werden. In der Projektfortsetzung bleiben diese Ziele nahezu unverändert. Während in der ersten Projektzeitraum eine konsequente Behandlung von allen Bain-Rotationen, die zur Bildung von 24 Kurdjumov-Sachs-Martensitvarianten notwendig sind, im Rahmen großer Dehnungen erreicht wurde ebesnso wie eine realistische Kalibrierung des plastischen Abgleitung im Austenit, ist die konsistente Behandlung des Hadamard-Sprungs und Energieminimierung an unterschiedlichen Grenzflächen in der martensitischen Struktur noch ungelöst. Die Beantwortung dieser offenen Fragen ist das Ziel des Fortsetzungsprojekts. Dies wird eine realistische Darstellung aller relevanten mikrostrukturellen Merkmale der martensitischen Umwandlung in einem konsistenten Modell ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen