THERMOPHYSIKALISCHE MATERIALDATEN

Ohne Ton kann man keine Ziegel machen.
Ein Zitat von Arthur Conan Doyle aus einem der vielen Sherlock Holmes Romane

 
 

AUF DEN PUNKT GEBRACHT

Fundierte und gut überprüfte Materialdaten sind die Grundlage für korrekte Erstarrungsanalysen. Dementsprechend entwickelte qoncept ein Submodell zur Berechnung der temperaturabhängigen thermophysikalischen Eigenschaften von Stählen (oder anderen Metallen), die vom Erstarrungsmodell benötigt werden. Diese Daten werden, abhängig von der genauen chemischen Zusammensetzung, für jedes Material spezifisch berechnet.

Zusätzlich wird die Beziehung zwischen Temperatur und Phasenanteilen durch ein Mikrosegregationsmodell berechnet, das wiederum die spezifische chemische Zusammensetzung des Materials und die Abkühlrate berücksichtigt.

Die folgenden zwei Abbildungen zeigen das quasi-binäre Fe-C Diagramm im Ungleichgewicht (Kühlrate = 1 °C/s) für 0 wt.-% Mn (linke Abbildung) und 2.0 wt.-% Mn (rechte Abbildung). Die blaue senkrechte Line entspricht einer Legierung mit 0.16 wt.-% Kohlenstoff. Deutlich zu erkennen ist, wie der zunehmende Kohlenstoffgehalt, das δ-Ferritgebiet einengt, die Liquidus- Solidus sowie die peritektische Umwandlung zu niedrigeren Temperaturen verschiebt. Die Punkte CA, CB und CC werden zusätzlich noch zu kleineren Kohlenstoffgehalten verschoben. So ist im einem Fall (0 wt.-% Mn) eine Legierung mit 0.16 wt.-C zwischen CA und CB, bei 2 wt.-% Mn aber bereits rechts von CB. Dies hat einen maßgeblichen Einfluss auf das Erstarrungsverhalten sowohl beim Stranggießen als auch beim Blockgießen.

 

Die folgenden Abbildungen zeigen typische Verläufe thermophysikalischer Daten wie der Dichte, Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit. Gut zu erkennen sind die Umwandlungspunkte, welche von der Erstarrung und der nachfolgenden Abkühlung bis zur Raumtemperaturen auftreten.

 
 

UNSER ANGEBOT

 

qoncept bietet die Möglichkeit, für spezifische Stahlsorten die thermophysikalischen Daten zu berechnen und für Sie bereitzustellen:

  • Erstarrungswärme als Funktion der chemischen Zusammensetzung
  • Spezifische Wärmekapazität (oder Enthalpie) als Funktion der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung
  • Dichte als Funktion der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung
  • Wärmeleitfähigkeit als Funktion der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung
  • Phasenanteile (Festkörperanteile) als Funktion der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung

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