Projekt B6: Simulationen der Diffusion und Mikrostructurentwicklung im Fe-C System

Motivation und Ziele:
Die Phasenumwandlung und die begleitende Mikrostrukturentwicklungen bei der Wärmebehandlung haben große Einfluss auf die mechanische Eigenschaften des Endprodukts. Die Phasenfeldmethode basiert auf thermodynamischen Prinzipien und bietet die Möglichkeit zur Visualisierung der Strukturentwicklung. Infolgedessen findet die Methode immer mehr Anwendung in der Mikrostrukturforschung. Zielsetzung des Teilprojektes ist mit der Phasenfeldmethode die Phasenumwandlung bei Wärmebehandlung auf der Mikrostrukturebene zu simulieren.

• Beschreibung die polykristaline Struktur mit einer Multiphasenfeld-Formulierung.
• Modellierung der unterschiedlichen Diffusivitäten an den Korngrenzen und in Kornkörper.
• Bestimmung die Werte für thermodynamische Beschreibung der Phasen aus CALPHAD-Daten (Calculation of Phase Diagrams).

• Simulationen der Aufkohlung mit unterschiedlichen Korngrößen und der Vergleich mit den Ergebnissen aus dem Experiment.
• Simulationen für die Keimbildung und das Wachstum von Zementit an den Korngrenzen.
• Simulationen für das Wachstum der lamellaren Struktur von Perlit und der Vergleich mit den Ergebnissen eines analytischen Models.