Voxelbasierte Mikrostrukturmodellierung von Dualphasenstählen anhand von 2D Metallographie

, Institut für Umformtechnik / Institut für Mensch-Maschine Kommunikation, Bachelorarbeit
09/2010

Interessentenkreis:

• Studenten der Informatik mit Interesse an Werkstofftechnik
• Studenten des Maschinenbaus mit Programmiererfahrung

Wachsende Anforderungen im Bereich des Automobilbaus an den Werkstoff Stahl im Hinblick auf geringe Kosten, hohe Ressourceneffizienz und Sicherheits-anforderungen führen zu einem ansteigenden Einsatz von hochfesten sowie höher- und höchstfesten Stählen im Karosseriebau. Bei den meisten Stählen dieser Grenzklassen werden die mechanischen Eigenschaften durch eine gezielte Mischung unterschiedlich harter Gefügebestandteile (Phasen) wie Ferrit, Bainit, Austenit und Martensit gesteuert. Für den Festigkeitsbereich von 350 – 1000 MPa gewinnen besonders Dualphasenstähle (DP-Stähle) an Bedeutung.

Das makroskopische Fließverhalten von DP-Stählen hängt im Wesentlichen von den Eigenschaften einzelner Phasen (Ferrit und Martensit) sowie der Morphologie des Martensits ab und wird seit einiger Zeit im Rahmen der numerischen Mikromechanik beschrieben. Dabei wird das makroskopische Fließverhalten mit Hilfe eines repräsentativen Volumenelements (RVE) modelliert, das einen statistisch repräsentativen Ausschnitt der Mikrostruktur des Werkstoffs im dreidimensionalen Raum darstellt.

Das Ziel der Arbeit ist, eine Methode zu entwickeln, um mit Hilfe möglichst weniger Schliffbilder eines realen DP-Stahls durch schnelle grafische Verarbeitung ein RVE als dreidimensionales Voxelmodell zu erzeugen. Das Voxelmodell sollte die statistische Verteilung und Struktur der Schnittbilder durch prozedurale Synthese nachbilden. Die im Rahmen dieser Arbeit zu entwickelnde Software soll als Plugin für die YaDiV Software in Java realisiert werden.

Quellen:

[1] A. Baddely and E.B. Vedel Jensen: Stereology for Statisticians
[2] K.J. Kurzydlowski and B. Ralph: The quantitative description of the microstructure of materials
 

Kontakt: Alexander Vais, Karl-Ingo Friese