Computermodellierung von Ausscheidungskinetik und Phasenumwandlungen in multi-komponenten Werkstoffen (MCL-SP11)

Dieses Projekt hat die Zielsetzung, mit der Entwicklung eines allgemeinen Werkzeuges für die Computermodellierung der Ausscheidungskinetik und von Phasenumwandlungen in multi-komponenten Werkstoffen zu beginnen. Im MCL und am IWS laufen derzeit einige Projekte, in denen die Ausscheidung von zweiten Phasen eine dominante Rolle bei der Bestimmung der mechanischen Eigenschaften dieser Materialien spielt. Der Schwerpunkt des ersten Teils des Projektes liegt in der Entwicklung eines allgemeinen Modells zur Simulation der Ausscheidungskinetik von feinen Teilchen. Dabei müssen neue Ansätze für die Keimbildung und das Wachstum von Ausscheidungen entwickelt werden, die auch auf komplexe Legierungssysteme, wie z.B. die Werkzeugstähle, anwendbar sind. Derzeit sind geeignete Modelle weder in der Literatur vorhanden, noch kommerziell erhältlich. Der zweite Teil des Projektes dehnt die Entwicklungsarbeit auf die Simulation des komplexen Verhaltens wandernder Phasengrenzen in multi-komponenten Werkstoffen aus. Besondres Augenmerk wird dabei auf die Modellierung des nahtlosen Übergangs von der diffusions-gesteuerten Phasenumwandlung mit lokalem Gleichgewicht zur Umwandlung ohne Umverteilung von Legierungselementen gelegt. Die theoretische Arbeit wird durch ein umfassendes experimentelles Programm begleitet, in dem fehlende Daten für die Modellierung der Phasenumwandlungskinetik mit Hilfe der Hochgeschwindigkeits-Abschreckdilatometrie gewonnen werden.