Mikro-Makro-Modellierung der Austenitbildung und Karbidauflösung mit anschließendem Kornwachstum bei der Kurzzeitwärmebehandlung von Stahl

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Aufgrund der kurzen Austenitisierdauern ist beim induktiven Härten insbesondere bei Verwendung von ferritisch-karbidischem Ausgangsmaterial (GKZ-Gefüge) das Erreichen eines homogenen Gefüges derzeit oft nur durch ein aufwändiges „Trial and Error“-Verfahren möglich. Dieses Problem wird durch den geplanten Aufbau einer Mikro-Makro-Simulation angegangen. Auf Mikroebene wird lokal auf eine bestehende Gefügesimulationsroutine aufgebaut, die in eine Bauteilsimulation auf FEM-Basis eingebettet wird. Die Gefügesimulationsroutine wird zudem um ein Kornwachstumsmodell und den Umwandlungen beim Abschrecken erweitert. Eine besondere Herausforderung ist die hierfür notwendige Entwicklung einer zeitsparenden Kopplungs- und Interpolationsroutine, die es erlaubt, aus wenigen Gefügesimulationen ausreichend Informationen für die gesamte Bauteilsimulation zu extrahieren. Begleitet wird die Entwicklung der Mikro-Makro-Simulation durch experimentelle Arbeiten, die zum Einen die Datenbestimmung und zum Anderen die zur Verifikation der Simulation dienenden Bauteilversuche beinhaltet.