Simulation und Verifikation von Phasenumwandlungen, Eigenspannungen und Verzügen in Gussbauteilen

铸造部件的相变、残余应力和变形的模拟和验证

• 批准号: 5447667
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Andreas Bührig-Polaczek
• 金额: --
• 依托单位: Gießerei-Institut (GI)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5447667?language=en
• 关键词: Simulation; und; Verifikation; von; Phasenumwandlungen

Ziel des Vorhabens ist es, die Simulation des Gießens metallischer Werkstoffe, insbesondereGusseisen, für die Beschreibung der Gefüge-, Eigenspannungs- und Verzugsentwicklung zuertüchtigen. Hierzu sollen Phasenübergänge von flüssig nach fest aber auch die bei weitererAbkühlung auftretenden Festkörperumwandlungen, also die Umwandlung von Austenit inFerrit, Perlit und Graphit (in Sonderfällen auch Bainit und/oder Martensit), einschließlichihrer Kinetik ebenso wie das temperatur- und gefügeabhängige Verformungsverhalten beimechanischer Beanspruchung in die thermomechanische Gießsimulation einbezogen werden.Mit Hilfe des an CASTS und Thermo-Calc gekoppelten Mikroseigerungsmodell Micro-Phasewerden Phasenanteile sowie Seigerungsprofile zwischen den Dendritenarmen während derdiffusionskontrollierten Erstarrung bei den drei behandelten Gießprozessen (Sandguss vonGJS-600, Kokillenguss von AlSi7Mg und Feinguss von AlSi7Mg und CMSX-4) berechnetund über Schnittstellen an TPI (das wäre im TP selbst, daher nicht erwähnen!!)weitergegeben. Zur gekoppelten Mikroseigerungsrechnung des Sandgussbauteils aus GJS-600wird das Modell weiterentwickelt und anhand von Testkörpern (Keile und Platten) validiert,um die Graphitbildung sowie den Obergang zur Bildung des metastabilen Zementits richtigabzubilden. Zur Simulation von Festphasentransformationen werden für das ausgewählteGusseisen GJS-600 zunächst die zugehörigen Eingabedaten, wie die isothermen Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder und die thermophysikalischen Eigenschaften sowiedas Verformungsverhalten der einzelnen Gefügebestandteile, analysiert. Dabei muss derEinstellung von Ausgangszuständen vor der Festkörperumwandlung, die denen beimGießvorgang entsprechen, große Aufmerksamkeit gewidmet werden. Danach sind die vonStählen her bekannten Umwandlungsansätze an die Spezifika von Gusseisen anzupassen undin das thermomechanische Simulationsprogramm CASTS zu implementieren. Dieexperimentell ermittelten Daten werden nach Aufbereitung als Eingabedaten zuSimulationsrechnungen herangezogen. Zum Abgleich und zur Validierung der Simulationenin TPI und TP2 werden unter Einbeziehung entsprechender Messtechnik Prinzipbauteileentwickelt und unter reproduzierbaren Bedingungen abgegossen. Anschließend werdenanhand von Gefügeauswertungen, Eigenspannungsanalysen und Verzugsmessungen dieSimulationsrechnungen verifiziert und so gezeigt, dass die Berücksichtigung vonFestkörperumwandlungen in der Gießsimulation zwingend erforderlich ist.

Ziel des Vorhabens is es，die Simulation des Gießens metallischer Werkstoffe，insbesondereGusseisen，für die Beschreibung der Gefüge-，Eigenspannungs- und Verzugsentwicklung zuertüchtigen.因此，在高温条件下，奥氏体在铁素体、珠光体和石墨中的应用也是如此（in Sonderfällen auch Bainit und/oder Martensit），在韦尔登模拟中，一种基于温度和热分析的动力学方法可以用于热机械模拟。Phasewerden Phasenanteile sowie Seigerungsprofile zwischen den Dendritenarmen während derdiffusionskontrollierten Erstarrung bei den drei behandelten Gießprozessen（Sandguss vonGJS-600，Kokillenguss von AlSi7Mg und Feinguss von AlSi7Mg und CMSX-4）berechnetund über Schnittstellen an TPI（das wäre im TP selbst，daher nicht erwähnen！！）weitergegeben. GJS-600的砂岩微结构测试将通过测试körpern（Keile和Platten）验证模型的有效性，从而使石墨的生长更有利于亚稳态结构的生长。本文对GJS-600的热变形过程进行了模拟，分析了热变形过程中的温度-时间的等温线和热物理特性。大北必须在节日前安装Ausgangszuständen，这样才能开始，大规模的Aufmerksamkeit gewidmet韦尔登。在热机械仿真程序CASTS中，通过热机械仿真程序的实施，可以使热机械仿真程序和热机械仿真程序的应用范围更广。该实验告诉我们所有的数据都来自于模拟实验。Zum Abgleich和zur Validierung der Simulationenin TPI和TP 2韦尔登在Einbeziehung entsprechender Messtechnik Prinzipbauteileentwickelt和unter reproduzierbaren Bedingungen abgegossen下进行。Anschließend werdenanhand von Gefügeauswertungen，Eigenspannungsanalysen und Verzugsmessungen die Simulationsrechnungen verifiziert und so geizeigt，dass die Berücksichtigung vonFestkörperum wandlungen in der Gießsimulation zwingend erforderlich ist.