Gefügeausbildung beim Umschmelzen metallischer Randschichten mittels Hochenergiebestrahlung

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Das Umschmelzen metallischer Randschichten mit einem hochenergetischen Elektronenstrahl und die anschließende schnelle Erstarrung führen zu Gefüge- und Morphologieänderungen, deren quantitative Beschreibung aufgrund der extremen Randbedingungen bisher nur unzureichend möglich ist. In den bisherigen Antragsphasen wurden Phasenfeldmodelle neu entwickelt und die Technik der zellularen Automaten modifiziert. Diese Methoden wurden erfolgreich zur numerischen Simulation der Mikrostrukturausbildung bei der Wiedererstarrung eingesetzt. Es konnten Kornstrukturen, das Wachstum unterschiedlicher Morphologien wie Dendriten und Zellen und eutektische Erstarrung numerisch simuliert und visualisiert werden. Basierend auf diesen vielversprechenden Ergebnissen sind gezielte Modellerweiterungen und die Optimierung der entwickelten numerischen Programme vorgesehen, um z.B. Strukturen in 3D oder facettiert wachsende, eutektische Phasen zu beschreiben. Zusammen mit den experimentellen Arbeiten am Gießerei-Institut auf dem Gebiet der metallographischen Mikrostrukturanalyse und am Institut für Schweißtechnische Fertigungsverfahren im Bereich des Elektronenstrahlverfahrens, wird das beantragte Vorhaben in der Lage sein, einen wichtigen Beitrag zum theoretischen Verständnis der Gefügeausbildung beim Umschmelzen von metallischen Randschichten mittels Hochenergiebestrahlung zu liefern.