Projektbereich A: Theorie der metallkundlichen Grundlagen

Projektbereich A: Theorie der metallkundlichen Grundlagen
Projektbereich A: Theorie der metallkundlichen Grundlagen


In Projektbereich A "Theorie der metallkundlichen Grundlagen" steht die Modellierung des Systems Fe-Mn-C im Vordergrund. Ausgehend von der ab initio Modellierung werden für dieses Werkstoffsystem in weiteren Schritten Modelle bis hin zur Mikrostrukturmechanik entworfen.

In der 3. Phase des Sonderforschungsbereichs werden im Projekt-bereich A die ab initio basierten Untersuchungen zur Vorhersage der mechanischen Eigenschaften von hoch Mangan Stählen fortgesetzt und auf mittel Mangan Stähle erweitert. Eine neue Herausforderung, die sich aus der Erweiterung des Legierungskonzepts ergibt, ist dabei die Behandlung des Wechselspiels verschiedener Phasen (Austenit, Ferrit und κ-Karbid) im selben Material. Die theoretischen Arbeiten sind außerdem auf Fragen der Verfestigung und der Wasserstoff­versprödung fokussiert.

Die Vielzahl der ab initio Fragenstellungen, die sich in diesem Themenkreis ergeben, werden von den Teilprojekten in enger Abstimmung und mit unterschiedlicher Schwerpunktsetzung bearbeitet. Während in A1 die chemischen Aspekte (z.B. Bindungsanalyse) im Vordergrund stehen, dominiert in A2 die Perspektive der physikalischen Mechanismen (z.B. Magnon-Phonon Wechselwirkung). Entsprechend werden in A1 in erster Linie Bildungsenthalpien, lokale Ordnungen und Punktdefekte analysiert, wie sie zum Beispiel beim Einbau von Wasserstoffatomen wichtig sind. In A2 stehen hingegen hauptsächlich Anregungsprozesse, Kinetik und ausgedehnte Defekte, wie zum Beispiel Fragen der Segregationskinetik an Phasengrenzen im Vordergrund. Die thermodynamische Beschreibung des sehr umfangreichen Fe-Mn-Al-C Systems mit Hilfe der Calphad-Methode wird vorangetrieben, wobei ein besonderer Schwerpunkt in A3 auf die thermodynamische Beschreibung der k-Phase gelegt wird. Mechanismenkarten ermöglichen die Auswahl des vorherrschenden Verformungsmechanismus; diese werden in A5 erweitert um Ausscheidungsvorgänge und Gefügeeinflüsse. Eine genaue Beschreibung der Mikrostrukturmechanik in einem kontinuumsmechanischen Modell erfolgt in A7, mit einem Fokus auf die Wechselwirkung der verschiedenen Phasen sowie den Einfluss von Wasserstoff auf das plastische Verhalten. In A9 wird eine skalenübergreifende Beschreibung von Wasserstoff in Stählen vorgenommen, wobei basierend auf ab initio Daten und Vorgängen auf der mesoskopischen Ebene (Mikro-) Rissbildung vorhergesagt werden soll.

 

Teilprojekte des Projektbereichs A