Leichte SpracheOpti Alloy
links: Darstellung der segmentierten Gefügestruktur einer AlSi (Quelle: Technische Universität München, Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (utg)) rechts: Spannungsverteilung nach von Mises in einer AlSi9 Struktur (Quelle: Technische Universität München, Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (utg))
Im Rahmen des Vorhabens wurde eine virtuelle Möglichkeit zur anwendungsspezifischen Legierungsauswahl geschaffen. Hierzu wurde eine bestehende Mikrospannungssimulation um ein Versagensmodell für unterschiedliche industriell eingesetzte Al-Si-Legierungen erweitert. Dies hat die Berechnung wesentlicher mechanischer Kennwerte dieser Werkstoffe auf Basis der mikrostrukturellen Eigenschaften ermöglicht.
Die Berechnung erfolgte dabei auf der Basis von Schliffbildern (Abbildung links). Den geometrischen Strukturen der einzelnen Gefügephasen wurden für die Mikrospannungssimulation unterschiedliche Materialparameter zugewiesen. Anschließend wurde in einer Umformsimulation ein Zugversuch berechnet.
Die Kalibrierung des Modells erfolgte hierbei im Abgleich mit herkömmlichen Zugversuchen sowie Zugversuchen im Neutronenstrahl. Letztere werden an der Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) durchgeführt und erlauben die Ermittlung von phasenspezifischen Dehnungen.
In der Abbildung rechts ist die Spannungsverteilung in einem AlSi9 Gefüge dargestellt. Aus dieser lässt sich ein deutlicher Unterschied der Spannungen in der eutektischen Phase und dem Mischkristall erkennen.
Durch die Berechnung der Spannungsverteilung in der Mikrostruktur lassen sich präzise Aussagen zu Versagen und mechanischen Eigenschaften treffen.
