MCL – MATERIALS CENTER LEOBEN FORSCHUNG GMBH
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FORSCHUNGSPROGRAMM
COMET K
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MPPE
Highlights
Virtuelles Schnellkühlen von
Grobblechen
Gleichmäßige Eigenschaften und Ebenheit – „die Herausforderung“ bei Grobble-
chen
Die Herstellung von thermomechanisch gewalzten Grobblechen erfolgt in einem
vierstufigen Fertigungsprozess, welcher das Aufheizen der Brammen, das Walzen,
das Schnellkühlen und das Richten umfasst. Insbesondere die Schnellkühlung stellt
einen entscheidenden Prozessschritt für die Einstellung der mechanisch-technologi-
schen Eigenschaften dar. Über eine Variation der Kühlrate und Kühlstopptemperatur
lassen sich die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften gezielt einstellen. Eine gro-
ße prozesstechnische Herausforderung ist es, dass die Grobbleche vor dem Richten
gut definierte mechanische Eigenschaften und ein hohes Maß an Ebenheit aufweisen.
Numerische Modellierung ersetzt experimentelle Optimierungen
Die hohe Zahl an Einflussgrößen während des Kühlprozesses zieht einen hohen Kos-
tenaufwand bei Großversuchen für experimentelle Optimierungen nach sich. An die-
sem Punkt setzen virtuelle Techniken an, da es wesentlich einfacher ist, Variationen
der Prozessparameter am Computer durchzuführen. Die Herausforderung ist dabei,
Computermodelle zu entwickeln, die den zu untersuchenden Produktionsschritt qua-
litativ und quantitativ möglichst genau abbilden können und so kurze Rechenzeiten
aufweisen, dass Parameterstudien durchgeführt werden können.
Die besondere Herausforderung im vorliegenden Fall der beschleunigten Grobblech-
kühlung ist die effiziente numerische Beschreibung des mechanischen Verhaltens der
gesamten Struktur während des Kühlens. Dieses ist während des Kühlvorgangs vor
allem durch eine Phasentransformation (Gitterumwandlung) gekennzeichnet, die von
einer Reihe von Rahmenbedingungen wie dem Gefügezustand vor der beschleunig-
ten Abkühlung und von der Kühlrate des Bleches abhängt. Die Phasentransformation
führt nicht nur dazu, dass eine Umwandlung des Austenits in festere Produktphasen
Schnellkühlanlage der voestalpine Grobblech GmbH und überlagertes
3D Finite Elemente Modell, die Farbcodierung beschreibt das Temperaturfeld
