Detailseite
Projekt
Untersuchung der mikrostrukturellen Beziehungen während der elasto-plastischen Deformation von Stählen unter Verwendung von auf der Versetzungsdichte basierender kristallplastizitischer Modelle und In-situ-Beugungsexperimenten
Fachliche Zuordnung
Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 573088517
Die elastische Rückfederung stellt mit dem Einsatz von hoch- und höchstfesten Stählen, z. B. unter dem Gesichtspunkt Leichtbau, in der Umformtechnik eine Problemstellung hinsichtlich der Maßhaltigkeit dar. Obwohl eine Vielzahl von Studien sich bereits mit diesem Phänomen beschäftigt hat, existiert bislang keine gesamtheitliche Betrachtung der makroskopischen und mikroskopischen Mechanismen und Beschreibung deren Korrelation. Der anelastische oder auch plastisch reversible Anteil der elastischen Entlastung, wird auf unterschiedliche Arten auf atomarer Ebene begründet. Phasenumwandlungen, Fehler im Versuchsaufbau, das Querkontraktionsverhalten oder das Wandern von Versetzungen sind aktuelle Erklärungsansätze für das beobachtete nichtlineare Verhalten. Die Begründungen argumentieren jedoch mit Versuchen durchgeführt auf makroskopischer Ebene und geben keinen Nachweis der mikroskopischen Erklärungen. Mikroskopische Untersuchungen konnten zeigen, dass auf atomarer Ebene Effekte auftreten, die sich vom makroskopischen Verhalten unterscheiden. Eine Kopplung mikroskopischer Kenngrößen wie lokalen Versetzungsdichten, Phasenumwandlungen und Mikrodehnungen mit makroskopischen Spannungs- und Dehnungsgrößen in Hinblick auf das elastische Verhalten metallischer Werkstoffe fehlt jedoch bisher und soll daher in diesem Forschungsvorhaben durchgeführt werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, das elastische und anelastische Verhalten bei Belastung und Entlastung von, unter Berücksichtigung der Walzrichtung sowie der Vorverformung zu analysieren. Hierfür soll neben den angedachten in situ Diffraktionsexperimenten ein Fokus des Forschungsvorhabens auf kristallplastischen Modellen liegen, welche auf der Versetzungsdichte beruhen. Einfache Zugversuche, Versuche mit be- und entlastungszyklen sowie zyklische Zug-Druck-Versuche werden hierzu durchgeführt. Diese werden durch mikroskopische Analysen (in situ Diffraktometrie, TEM, EBSD), makroskopische (optische und taktile Dehnungserfassung, Temperaturerfassung) Messungen und begleitende kristallplastische Simulationen untersucht, wobei unterschiedliche inverse Charakterisierungsmethoden erforscht werden. Im Zentrum dabei steht die skalenübergreifende Erforschung der mikrostrukturellen Wechselwirkungen und deren makroskopischer Effekte des elsato-plastischen Materialverhaltens von mehrphasigen Stählen.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
