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 是 Gießens 金属制造厂的模拟，用于 Gefüge-、Eigenspannungs- 和 Verzugsentwicklung zuertüchtigen 的设计。 Hierzu sollen Phasenübergänge von flüssig nach fest aber auch die bei weitererAbkühlung auftretenden Festkörperumwandlungen, Also die Umwandlung von Austenit in Ferrit, Perlit und Graphit (in Sonderfällen auch Bainit und/oder Martensit), einschließlichihrer Kinetik ebenso wie das 温度和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 和 Feinguss von AlSi7Mg 和 CMSX-4) berechnetund über Schnittstellen 和 TPI（das wäre im TP selfbst，daher nicht erwähnen！！）weitergegeben。 Zur gekoppelten des Sandgussbauteils aus GJS-600wird das Modell weiterentwickelt and anhand von Testkörpern (Keile und Platten) validiert,um die Graphitbildung sowie den Obergang zur Bildung des metastabilen Zementits richtigabzubilden. GJS-600 的 Festphasentransformationen werden für das ausgewählteGusseisen GJS-600 zunächst die zugehörigen Eingabedaten, wie die isothermen Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder und die Thermophysical Eigenschaften sowiedas Verformungsverhalten der einzelnen Gefügebestandteile，分析师。为庆祝节日而举行的庆祝活动，我们将在节日期间为大家带来欢乐。 Danach sind die vonStählen she bekannten Umwandlungsansätze and die Spezifika von Gusseisen anzupassen 热机械模拟程序 CASTS zu Implementieren。该实验是通过模拟进行的。 TPI 和 TP2 仿真的验证和验证是在机械技术原理和再现条件下进行的。分析和验证模拟、特征分析和验证，以及在 Gießsimulation 中进行模拟测试。