Optimization of high speed steels by varying their microstructure on the basis of the fractal Analysis of interrelations between microstructure and fracture

• Applicant: Professor Dr. Siegfried Schmauder
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2000 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5257008

Es werden Mittel zur Entwicklung von Methoden zur Erhöhung der Lebensdauer und Bruchzähigkeit von Schnellarbeitsstählen bei zyklischer Belastung mittels Optimierung ihres Mikrogefüges beantragt. Im Vordergrund steht die numerische Simulation der Rißinitiierung und -ausbreitung in zyklisch beanspruchten Werkzeugen aus Schnellarbeitsstählen mit Hilfe der mehrphasigen Finiten Elemente und der Theorie der Fraktale. Auf Grund numerischer und theoretischer Untersuchungen des Einflusses der Mikrostruktur der Werkstoffe auf die Fraktalität der Bruchoberfläche und auf die Bruchzähigkeit werden Empfehlungen für eine Optimierung des Werkstoffgefüges ausgearbeitet. Die Werkstoffe mit optimiertem Mikrogefüge werden pulvermetallurgisch hergestellt, getestet und ihre Eigenschaften mit den rechnerischen Vorhersagen verglichen. Neu ist bei diesem Konzept, daß die Erhöhung der Bruchzähigkeit der Schnellarbeitsstähle durch eine numerisch bestimmte optimale Verteilung der härteren Phase (Karbide) in den Werkstoffen angestrebt wird. Neu ist weiterhin, daß durch die optimale Phasenverteilung in den Werkstoffen die fraktale Dimension der Bruchoberfläche, und somit die Bruchenergie gezielt so beeinflußt werden, daß die Lebensdauer von Bauteilen aus Schnellarbeitsstählen erhöht wird.

• DFG Programme: Research Grants