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Fakultät für Ingenieurwissenschaften

Lehrstuhl Metallische Werkstoffe – Prof. Dr.-Ing. Uwe Glatzel

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Modellierung und Simulation - Projekte

Tätigkeitsfelder

Die Entwicklung von Modellen und deren Umsetzung in neuartige parallelisierbare Programme zur Simulation, ist in vielen Bereichen der Industrie und Forschung nicht mehr wegzudenken. Diese Simulationen führen zu neuen Erkenntnissen und können dabei helfen Experimente gezielter und effektiver durchzuführen. Mithilfe kommerzieller aber auch selbst entwickelter Programme die für die Parallelisierung an den drei Bayreuther Rechenclustern geeignet sind, ergänzt und unterstützt die Arbeitsgruppe „Modellierung und Simulation“ die Arbeit am Lehrstuhl Metallische Werkstoffe.


​Phasenfeldmodellierung von Vergröberung und Wachstum metastabiler γ"-Ausscheidungen in NickelbasissuperlegierungenEinklappen

Ansprechpartner: Felix Schleifer

Im Rahmen dieses Projektes wird ein Phasenfeldmodell entwickelt für die Simulation diffusionslimitierter Ausscheidung in Nickelbasissuperlegierungen. Die Legierung Inconel 718 verdankt ihre hervorragenden Hochtemperatureigenschaften koherenten γ" Ausscheidungen in der kfz-Matrix. Diese metastabile intermetallische Verbindung Ni3Nb mit ihrer tetragonalen Struktur trägt maßgeblich zur mechanischen Festigungssteigerung der Legierung bei.

Die thermodynamische Formulierung des Modells wird validiert mit CALPHAD-Berechnungen der Gleichgewichtszustände. Er werden außerdem elastische Effekte berücksichtigt, um äußere Lasten, anisotrope Gitterfehlpassungen und elastische Inhomogenitäten zwischen den Phasen zu beschreiben.

Das Projekt ist Teil des DFG Schwerpunktprogrammes 1713 (http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/237105621). Es sollen vor allem Studien zu Wachstum und Vergröberung der Ausscheidungspartikel in Abhängigkeit der Wärmebehandlungsparameter Zeit und Temperatur erfolgen. 

​ParaPhase - Raum-Zeit-parallele adaptive Simulation von Phasenfeldmodellen auf HöchstleistungsrechnernEinklappen

Ansprechpartner: Markus Holzinger 

Entmischungs- und Phasenumwandlungen in metallischen multi-komponenten Legierungen (z.B. Nickelbasis-Superlegierungen) sind von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung spezifischer Materialien mit speziellen Eigenschaften. Im Rahmen dieses Projekts wird die Methode der Phasenfeldsimulation mit modernen, hochgradig parallellisierten Algorithmen verbessert.

​Hochtemperatur-Einkristall- und WerkstoffsimulationEinklappen

Ansprechpartner: Robert Popp

Ziel des Projekts ist es, die thermodynamische Modellierung intermetallischer Phasen in Multikomponentensystemen voranzutreiben. Zur dafür notwendigen Verbesserung der bestehenden Datenbanken wird die Methode der „Diffusions-Multipel“ herangezogen, bei der aus verschiedenen Elementkomponenten Interdiffusionszonen durch isothermes Langzeitglühen erzeugt werden. Die quantitative Analyse der Interdiffusionszonen in Verbindung mit der Strukturbestimmung der Phasen ermöglicht die Extraktion von thermodynamischen Größen zur Eingabe in entsprechende Datenbanken.


Verantwortlich für die Redaktion: Beate Heinz-Deuerling

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