Zum Einfluss interdendritischer Erstarrungsporen auf die mechanischen Eigenschaften von Al-Legierungen

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Die mechanischen Eigenschaften von Al-Gusslegierungen werden durch auftretende Poren verschlechtert. Obwohl dieses Phänomen für viele Anwendungen von enormer Bedeutung ist, fehlt das Verständnis der Porenentstehung und ihr Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und auf das Bruchverhalten speziell auf der Gefügeebene. Wichtig für die Bauteilauslegung sind z. B. die Trennung und eine quantitative Bewertung der verschiedenen Materialeigenschaften sowie die Eigenschaften der Einzelphasen, des Gefüges und der Poren. Ziel ist die Erweiterung und Zusammenführung der bisher entwickelten Simulationsansätze, um in einem Multiskalenansatz eine kombinierte und umfassende Simulation der Gefügeentwicklung, einschließlich der Porenbildung, mit daran anschließender Berechnung der mechanischen Eigenschaften auf Gefügeebene zu ermöglichen. Hierzu werden die Phasenfeldmethode für die Mikrostrukturvorhersage einschließlich Porenbildung, Finite Elemente Berechnungen zum Bruchverhalten unter Anwendung der Methode der „eingebetteten Zellen“ (Realgefüge) und Kohäsivzonenelemente und die Elementeliminationstechnik zur Vorhersage von Versagensmoden und des Rissfortschrittes kombiniert, wobei das spezifische Gefüge berücksichtig wird. Im Fokus der Arbeiten steht die Untersuchung des Einflusses interdendritischer „Mikroporen“ (d 20 μm) im Gegensatz zu den verhältnismäßig großen intragranularen Poren (bis d 400 μm).