Vorhersage von Gefuge und lokalen Eigenschaften fur Kurbelgehause aus GJV

摘要

Aufgrund ungleichmassiger Abkuhlbedingungen entstehen in Gussteilen lokal unterschiedliche Gefuge, die wiederum zu lokal unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften fuhren. Diese beeinflussen das Verhalten der Bauteile unter Last sowie deren Lebensdauer deutlich. Eine virtuelle Auslegung von Gussteilen kann daher nur dann effektiv durchgefuhrt werden, wenn die Fertigungssimulation in die Betriebsfestigkeitsberechnung integriert wird. Das hierzu erforderliche Schliessen der Lucke zwischen den bisher verfugbaren Ergebnissen der Giessprozesssimulation und lokalen zyklischen Werkstofffestigkeiten von Eisengusswerkstoffen wird derzeit im Rahmen des BMBF-Forschungsprojektes MABIFF untersucht. Erste Ergebnisse fur Gusseisen mit Vermikulargraphit werden in diesem Beitrag vorgestellt. Bei Gusseisen mit Vermikulargraphit gibt es im Wesentlichen zwei festigkeitsrelevante Gefugekenngrossen: die Form und Grosse der Graphitpartikel sowie die Ferrit-Perlitverteilung in der Matrix. Fur die Simulation der Gefugeentstehung ist es notwendig, die metallurgischen Prozesse bei der Erstarrung und der eutektoiden Umwandlung zu verstehen und mathematisch zu beschreiben. Dazu wurden vorhandene Modelle im Bereich der Erstarrung erweitert und ein neues Modell zur Vorhersage der Ferrit-/Perlitverteilung entwickelt. Die Modelle wurden an Probekorpern und dem Audi 3,01 V6 TDI Kurbelgehause aus GJV-450 validiert. Die gemessenen und berechneten Gefugeverteilungen fur Probekorper und Kurbelgehause werden im Rahmen des Beitrags vergleichend dargestellt und diskutiert.