Phasenumwandlung visualisieren und simulieren mit Hilfe der ZTU Datenbank
Die Simulation der Phasenumwandlung stellt einen wichtigen Bestandteil der Werkstoffsimulation dar. So können mit Hilfe von ZTU Schaubildern und UZTU-Diagrammen Gefügeanteile und Härtewerte ermittelt werden. Unter Nutzung von neuronalen Netzen lassen sich Phasenumwandlung für individuelle Stahllegierungen und Austenitisierungsbedingungen noch präziser simulieren.
Die ZTU Datenbank der MatILDa®
In der ZTU Datenbank der MatILDa® für eine Vielzahl an Stahlsorten stehen in einer digitalen Bibliothek experimentell aufgenommene ZTU-Schaubilder zur Verfügung:
• kontinuierliche ZTU Diagramme,
• UZTU Diagramme,
• Schweiß ZTU Diagramme,
• isotherme ZTU Diagramme und,
• Abkühl-ZTU-Diagramme.
• UZTU Diagramme,
• Schweiß ZTU Diagramme,
• isotherme ZTU Diagramme und,
• Abkühl-ZTU-Diagramme.
Informationen zu den Austenitisierungstemperaturen und der Austenitisierungsdauer sowie der exakten chemischen Analyse können der ZTU Datenbank entnommen werden. Außerdem lassen sich die wichtigen Temperaturen wie die Ac3, Ac1, Bainit-Starttemperatur BS und Martensit-Starttemperatur MS dem ZTU Diagramm entnehmen. Durch das Hinzufügen individueller Kühlkurven kann die Phasenumwandlung entsprechend den Bedingungen im Industrieprozess nachvollzogen werden. In den kontinuierlichen ZTU Diagrammen können neben den Starttemperaturen für die Martensit-, Bainit-, Ferrit- und Perlitbildung auch die Phasenanteile und Härtewerte abgelesen werden.
Durch die offene Schnittstelle der Datenbank können Nutzer weitere digitalisierte ZTU-Diagramme importieren und Informationen hieraus für weitergehende Berechnungen mit (FEM-)Simulationssoftware verwenden.
Durch die offene Schnittstelle der Datenbank können Nutzer weitere digitalisierte ZTU-Diagramme importieren und Informationen hieraus für weitergehende Berechnungen mit (FEM-)Simulationssoftware verwenden.
Phasenumwandlung simulieren mit Hilfe von neuronalen Netzen
Ein Nachteil der individuellen ZTU-Schaubilder besteht darin, dass die hieraus ablesbaren Gefügeanteile und Härtewerte jeweils nur für die angegebenen Bedingungen (konkrete chemische Analyse, Austenitisierungstemperatur und -zeit) gelten, unter denen das jeweilige ZTU Schaubild aufgenommen wurde. MatILDa®s Kompetenz im Bereich der Phasenumwandlung wird daher erweitert durch die von der GMT entwickelten neuronalen Netze – in der ZTU Datenbank bezeichnet als berechnetes ZTU-Diagramm. Ein großer Vorteil ist, dass das berechnete neuronale Netz für einen vordefinierten Bereich von Austenitisierungstemperatur sowie der chemischen Analyse gültig ist, welche mit Hilfe von Schiebereglern ausgewählt werden kann. Die Anwendung neuronaler Netze erlaubt es somit, Prognosen zu Gefügemengenanteilen, Ferritkorngrößen und Perlitlamellenabständen sowie zu mechanischen Produkteigenschaften abzugeben.
Eine weitere Besonderheit der ZTU Datenbank der MatILDa®: Zur detaillierten Betrachtung werden die Phasenbildungen ergänzend in Form von logarithmischen t85-Diagrammen dargestellt. Anhand vereinfachter Werteanpassungen lassen sich sehr schnell Veränderungen in den Phasen visualisieren.
Lesen Sie zum Thema Phasenumwandlung auch gern unsere Veröffentlichungen:
Die Nutzung von KI in der Werkstoffsimulation: Abbildung von Phasenumwandlungsvorgängen in Umformprozessen und Wärmebehandlungen. Steel Innovation, 26.10.2023, Köln, Deutschland. (PDF, 1 MB)
AI-Supported Material Simulation of Forming Processes. AISTech, 09.05.2023, Detroit, USA. (PDF, 1,5 MB)
AI-Supported Material Simulation of Forming Processes. AISTech, 09.05.2023, Detroit, USA. (PDF, 1,5 MB)
Fragen Sie weitere Details zu unserer ZTU Datenbank und den neuronalen Netzen an!
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MatILDa®
Die Werkstoffdatenbank zur realitätsnahen FEM Simulation