Beitrag zur Etablierung der Kinetik-Simulation zur Legierungs- und Prozessoptimierung ausscheidungshärtender Werkstoffe am Beispiel des Cu-Co-Ni-Si Systems

Bayerl, Dominik

Wir berichten über experimentelle, analytische und numerische Methoden zur Bestimmung von Kinetik-Simulationsparametern und stellen einen Leitfaden zur Kinetik-Simulation für industrielle Anwender vor. In der Literatur hat sich bislang keine Vorgehensweise für die Parameterbestimmung bei Kinetik-Simulation etabliert. In dieser Arbeit vergleichen wir verschiedene Methoden hinsichtlich ihrer Eignung zur Parameterbestimmung. Atomsondentomographie eignet sich zur Identifizierung der Morphologie und ungefähren Größe der Ausscheidungsteilchen. Die Grenzflächenenergie kann mit dem General-Broken-Bond Modell von Sonderegger und Kozeschnik angenähert werden, wofür wir die benötigten Schritte angeben. Bei ausbleibendem Erfolg experimenteller und analytischer Methoden können einzelne Parameter auch durch numerische Annäherung bestimmt werden. Wir wenden unsere Methode zur Parameterbestimmung im Cu-Co-Ni-Si Legierungssystem an, simulieren die Kinetik mit der PanPrecipitation Software von Computherm und erhalten eine gute Übereinstimmung zwischen Berechnung und Versuch.

We report on various experimental, analytical and numerical methods for finding suitable parameters for precipitation simulation and present a manual on precipitation simulation for industrial users. In recent literature, the process of finding suitable precipitation parameters is not well established yet. We tackle this issue by comparing different methods of parameter choice. We find atom probe tomography being powerful in determining the morphology and approximate size of particles. The interfacial energy can be estimated with Sonderegger and Kozeschnik‘s General-Broken-Bond model, for which a step-by-step guide is given. If experimental and analytical methods fail, few parameters may also be chosen by numerical approximation. We use Computherm’s PanPrecipitation software for simulation and employing our method for parameter choice, we find good agreement with experimental Cu-Co-Ni-Si alloys.

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Bayerl, Dominik: Beitrag zur Etablierung der Kinetik-Simulation zur Legierungs- und Prozessoptimierung ausscheidungshärtender Werkstoffe am Beispiel des Cu-Co-Ni-Si Systems. 2018.

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