Projekt C2: Datenübertragung und Hochskalierung durch massive Parallelisierung und effizientes Datenmanagement

Ansprechpartner: Dr.-Ing Leslie T. Mushongera

Motivation
Die berichteten kinetischen Theorien der perlitischen Umwandlung gehen von einem konstanten Lamellenabstand und einer konstanten Wachstumsrate aus, was für eine Entwicklung im stationären Zustand eine vernünftige Annahme ist. Jedoch gibt es Fälle, bspw. für die Bildung von abweichendem Perlit, bei denen die Entwicklung durch eine Vergrößerung des Lamellenabstandes und einen gleichzeitigen Wachstumsrückgang charakterisiert ist. Im Projekt C2 werden großskalige Simulationen durchgeführt, um die Regimes und thermodynamischen Zustände zu bestimmen, die in einigen perlitischen Legierungen anomale Abweichungen induzieren. Um tiefere Einblicke in den anomalen diffusiven Mechanismus zu bekommen, werden numerische Simulationen für eine Reihe von Temperaturen oberhalb des unteren Ae1-Wertes in Fe-C-Mn-Stählen durchgeführt. Das Ziel ist es, eine vereinheitlichte Theorie zu entwickeln, die auch diese faszinierende nicht stationäre Perlitentwicklung erklärt.

Methoden	Ergebnisse
Anwendung eines Phasenfeldwerkzeuges, das an CALPHAD gekoppelt ist. Die Thermodynamik des Legierungssystems stammt aus TCFE8. Einbindung von Wechselwirkungen der ternären Diffusion mittels MobFe2-Daten. Gezielte Anpassung von Legierungszusammensetzungen mittels ThermoCalc. Elementare chemische Zusammensetzung und Phasenanalyse. Quantifizierung des Lamellenabstandes und der Kinetik.	In Legierungen mit Zusammensetzungen, die in das dreiphasige Austenit-Ferrit-Zementit-Phasenfeld hineinfallen, wird eine Perlitabweichung beobachtet. Der Mn-Gehalt, der während des Wachstums von Perlit übernommen wurde, hat während des Wachstums kontinuierlich zugenommen. Ein kontinuierlicher Abbau von C in Austenit führt zu einer Abweichung. Die langsame Diffusion von Mn in Austenit verursacht einen Abbau von C. Nahe der unteren Ae1-Temperatur ist die Abweichung am größten.