Verbundvorhaben: ALL4ADI - Erweiterung der Einsatzbreite von ADI durch Berücksichtigung lokaler Werkstoffmetallurgie und lokaler Beanspruchbarkeit mit gezielter Einbindung der Simulation von Erstarrung und Wärmebehandlung; Teilvorhaben: Der ADI Prozess im Labormaßstab - Ermittlung lokaler Bauteileigenschaften
Zeitraum
2022-06-01 – 2025-05-31
Bewilligte Summe
446.544,98 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2076B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Gewinnung und Verarbeitung von Steinen und Erden, Feinkeramik, Glasgewerbe [EA3220]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
In diesem Forschungsvorhaben erfolgt die Untersuchung und Optimierung der Leistungsfähigkeit von Bauteilen aus Ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) unter Berücksichtigung einer energie- und materialeffizienten Herstellung, um damit eine größtmögliche Ressourcenschonung bei der Herstellung zu ermöglichen. ADI ist ein zukunftsträchtiger Gusswerkstoff, da er die exzellenten gießtechnischen Eigenschaften von Gusseisen mit den mechanischen Eigenschaften eines Stahls miteinander vereint, so dass im Vergleich zu Stählen eine Gewichtsreduktion möglich ist. Aktuell ist der Einsatz der ADI-Gusswerkstoffe mit Unsicherheiten in der Herstellung sowie bei der Beurteilung des lokalen Schwingfestigkeitsverhaltens verbunden. In Bauteilen mit unterschiedlichen Wandstärken sind grundsätzlich beim Gießen sowie bei der Wärmebehandlung unterschiedliche Gefüge und resultierende mechanische Eigenschaften zu erwarten. Für einen schnellen und robusten Entwicklungsprozess von ADI-Bauteilen ist es notwendig, sowohl lokale Bauteilerstarrung als auch die Wärmebehandlung mit ihren Prozessschritten Austenitisierung, Abschreckung und Ausferritisierung simulativ möglichst genau abzubilden um somit lokal auftretende Gefüge sowie mechanische Eigenschaften vorhersagen zu können. In dieser Teilaufgabe erfolgt zunächst die Datengenerierung im industriellen Herstellungsprozess, um die Korrelation zwischen Temperaturkurven sowie lokalem Materialverhalten zu ermöglichen. Anschließend wird der reale ADI-Wärmebehandlungsprozess vollständig im Labormaßstab abgebildet. Die Ergebnisse ermöglichen eine fundierte Datenbasis für die weitere Legierungsentwicklung. Die Charakterisierung der Phasenumwandlungen von Austenit zu Perlit sowie von Austenit zu Ausferrit in Abhängigkeit der Legierungszusammensetzung stehen dabei im Zentrum. Des Weiteren werden statische mechanische Kennwerte erfasst sowie ein KI-basierter Algorithmus zur Auswertung der Gefügemorphologie entwickelt.