FWF - Fließinstabilitäten - Fließinstabilitäten und -lokalisierungen in Legierungen

Industrielle Prozesse wie Schmieden und Walzen sind notwendig um metallischen Materialien in eine entsprechende Form zu bringen. Bei diesen Prozessen es ist notwendig, dass die Materialien hohen Temperaturen, großen Verformungen sowie hohen Kräften ausgesetzt werden. Neben der Aufgabe die Materialien in eine entsprechende Form zu bringen, können die Prozesse auch dazu verwendet werden, die Eigenschaften der Materialien, ihre Mikrostruktur, zu verändern. Dieser Punkt ist entscheidend, da schlussendlich die Mikrostruktur für die Leistungsfähigkeit eines Werkstoffes verantwortlich ist. Nun kann es jedoch passieren, dass es während dieser Prozesse zu unvorhergesehenen Schäden im Material kommt. Der Hauptgrund für das Auftreten dieser Schäden ist eine starke Lokalisierung während der Verformung. Viel Anstrengung wurde unternommen um das Auftreten der Schäden zu beschreiben, zu erklären, zu modellieren und zu vorhersagen. Ein möglicher Ansatz diese Lokalisierung zu modellieren, ist durch die Verwendung von so genannten „processing maps“ gegeben. Mittels dieser Karten wird die Formbarkeit von Legierungen in Abhängigkeit von Temperatur und Geschwindigkeit vorhergesagt. Durch simple Druckversuche im Labor und durch die Verwendung der erhaltenen experimentellen Daten, können die Karten leicht berechnet werden. Die Nachteile dieser Methode sind jedoch die thermodynamischen und physikalischen Grundlagen auf welchen die Karten basieren, sowie die tatsächliche Vorhersagbarkeit der Schäden im Material. In diesem Antrag liefern wir eine vollständige und genaue Analyse von Fließlokalisierungen um damit ein neues Kriterium, welches auf experimentellen Daten, einfachen Fließmodellen sowie auf irreversibler Thermodynamik basiert, zu entwickeln. Das neue Kriterium kann herangezogen werden um industrielle Prozesse zu optimieren, zusätzlich wird das Potential des neuen Kriteriums mittels Simulationen von kommerziell erhältlichen Legierungen bestimmt. Des Weiteren wird die Verwendung dieses neuen Kriteriums direkten Einfluss auf die Qualität sowie auf die Leistungsfähigkeit von Bauteilen haben. Schlussendlich, kann durch die Optimierung von Prozesswegen und der höheren Leistungsfähigkeit von Bauteilen, der Energiebedarf während des Herstellungsprozesses sowie während des Betriebs gesenkt werden. Um all diese Ziele zu erreichen, werden Modelle entwickelt, Computersimulationen sowie Experimente im Labor durchgeführt.