Page 31 - Best of 2019

Form, Dichte und anderen Eigenschaften über- einstimmen. Phasen ändern sich – zum Beispiel durch Temperatureinfluss – und sind nicht allein: Im Stahl finden sich verschiedene Arten. Ihre Zahl, Menge und Ausrichtung sind für die Eigenschaf- ten des Stahls maßgeblich. Folglich gibt es neben wünschenswerten auch unerwünschte Phasen, die den Werkstoff negativ beeinflussen.
Mit dieser Frage beschäftigen sich Dr. Mentz und ihre Kollegen: „Wir berechnen, welche Phasen entstehen, wenn wir einen Stahl bei der Tempe- ratur x für eine Zeit y glühen. Oder bei welcher Temperatur wir glühen müssen, um eine Phase aufzulösen oder Eigenschaften zu ändern.“ Das alles berechnen die Simulationstools.
Viele der Tools liefern sehr konkrete Erkennt- nisse. „In der Phasenfeldmodellierung decken
sich Simulation und Experiment ganz gut“, sagt Dr. Charles Stallybrass. Die FEM-Simulation für die Rohrumformung ist sogar so genau, dass es
im Grunde keiner Experimente bedarf, um zum Beispiel Werkzeuge für die Rohrumformung kons- truieren zu können.
Trotz solcher beeindruckender Resultate
birgt die mathematische Modellierung noch ein enormes Entwicklungspotenzial. Dr. Ritterbach erwartet für die Zukunft viel bessere und genauere Erkenntnisse: „Im nächste Schritt werden Simu- lationen das Verhalten unserer Produkte bei der Weiterverarbeitung oder die Eigenschaften eines aus unserem Material gefertigten Bauteils exakt vorherzusagen.“ Mit anderen Worten: Die SZMF arbeitet daran, auch die Zukunft des Stahls bere- chenbar zu machen.
Dr. Juliane Mentz studierte in Berlin Verfahrenstech- nik und promovierte am Forschungszentrum Jülich im Bereich der Werkstoff- wissenschaften. Bei der SZMF begann sie 2007, seit 2016 leitet sie in Duisburg den Bereich Werkstofftech- nik mit den Abteilungen Korrosion, Füge- und Wärmetechnik und Werk- stoffentwicklung
Dr. Charles Stallybrass:
Der gebürtige Wiener studierte an der Montan- universität Leoben in Österreich Werkstoff- wissenschaften und schrieb seine Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Eisenforschung. 2005 kam er zur SZMF, seit
2016 leitet er dort die Abteilung Werkstoffent- wicklung
Bei der SZMF in Duisburg steht eine der größten Forschungs-Warmwalz- anlagen Europas. Hier untersuchen die Experten an einer kleinen Bramme, wie sich die Eigenschaften des Stahls durch Abkühlen zwischen den Walzvor- gängen verändern
STAHL IN ZAHLEN 31
Fotos: Carsten Brand, SZMF