Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
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Forschungsschwerpunkte am Lehrstuhl für Werkstofftechnik

Mikrostrukturentwicklung während der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe

Typischer Zeit-Temperatur Verlauf bei der Verarbeitung von Stahl

Dieser Arbeitsbereich der Werkstofftechnik stellt einen zentralen Schwerpunkt am Lehrstuhl für Werkstofftechnik dar. Wie verhält sich ein Werkstoff während seiner Herstellung? Wie ändert sich das Gefüge des Werkstoffs bei der Verarbeitung? Welchen Einfluss hat die Gefügeänderung auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften? Welche Prozessparameter und Herstellrouten führen in Kombination mit welcher chemischen Zusammensetzung zum gewünschten Eigenschaftsprofil am Halb- und Fertigprodukt?

In zahlreichen grundlagen und anwendungs-orientierten Forschungsprojekten mit unseren Forschungs- und Firmenpartnern werden laufende Fragestellungen und zukünftige Innovationspotentiale erforscht.

Computersimulation der Ausscheidungsbildung und Mikrostrukturentwicklung in technischen Werkstoffen

Screenshot einer Ausscheidungssimulation mit MatCalc

Seit 1993 wird in einer Forschungsgruppe daran gearbeitet, modernste Simulationsmethoden zu entwickeln und diese in Form von Software innerhalb der Forschungsgruppe anzuwenden, aber auch außerhalb der Forschungsgruppe Anwendern zur Verfügung zu stellen. Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind in zahlreichen grundlagen-orientierten Beiträgen zur Fachliteratur dokumentiert. Das Software-Projekt selbst ist auf http://www.matcalc.at zu finden. Eine eingeschränkte Version von MatCalc steht dort auch zum freien Download zur Verfügung.

Die wesentlichen Methoden und Mechanismen, die in den Simulationsansätzen in MatCalc berücksichtigt werden, sind Diffusionsvorgänge, Ausscheidungswachstum, Keimbildungstheorie, Wechselwirkungen zwischen Ausscheidungen und der Mikrostrukturentwicklung, Vielstoffsysteme etc.

Stahl ist sexy: Mikrostruktur einer Gussbramme.

Beziehung von Mikrostruktur und Werkstoffeigenschaften

Die Eigenschaften eines Werkstoffs sind durch seine innere Struktur, das Gefüge bzw. seine Mikrostruktur, gegeben. Diese kann durch bildgegebende und analytische Verfahren bestimmt werden, oder aber durch Computer-Modellierung und -Simulation berechnet werden. Wichtige Parameter einer Mikrostruktur sind die Korngröße, die Ausscheidungsverteilung und -morphologie, die Versetzungsdichte und Substruktur, sowie Seigerungen oder Rekristallisationseffekte.

In diesem Schwerpunkt beschäftigen wir uns mit der Beziehung zwischen der Mikrostruktur und den mechanisch-technologischen Eigenschaften und den Möglichkeiten, letztere aus gegebenen Mikrostrukturparametern abzuleiten.