Einfluss der Mobilitäten der Tripelpunkte und Korngrenzen auf die Kinetik des Kornwachstums

Boris Gschöpf

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Die Eigenschaften von polykristallinen Materialien werden durch ihr Gefüge bestimmt. Daher spielen Kornwachstumsprozesse in allen polykristallinen Materialien, das sind z. B. Metalle, Keramiken und intermetallischen Phasen eine große Rolle. Zur Untersuchung dieser Kornwachstumsprozesse wurde eine Einheitszelle, bestehend aus einem Quadrat, 2 Sechsecken und einem Achteck modelliert und verschiedensten Berechnungen unterzogen. Hierfür wurde in FORTRAN eine "Finite Differenzen"- Routine programmiert, welche ein explizites Integrationsschema nutzt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Parameterstudie durchgeführt, in der sowohl die Mobilitäten der Korngrenzen als auch der Tripelpunkte variiert wurden. Die Ergebnisse dieser Berechnungen liefern Aufschluss darüber, welchen Einfluss nicht nur die Topologie des Gefüges, sondern auch die Mobilitäten selbst auf die Kornwachstumsprozesse haben. Bei all diesen Berechnungen war ersichtlich, dass es, unabhängig von den Mobilitäten der einzelnen Mikrostrukturelemente, immer zum Wachstum des achteckigen Korns auf Kosten des quadratischen Korns kam. Die beiden Sechsecke wuchsen bzw. schrumpften unterschiedlich stark, abhängig von ihren Tripelpunkts- und Korngrenzenmobilitäten. Interessanterweise stellte sich heraus, dass höhere Mobilitäten nicht zwangsläufig auch zu größeren Körnern führen. Geringere Mobilitäten können eher mit abnormalen Kornwachstum in Verbindung gebracht werden, solange den dissipativen Prozessen genügend Zeit gegeben wird. Weiters wurden die einzelnen Berechnungen mit anderen Modellen aus der Literatur verglichen. Die Schlussfolgerungen aus den Modellrechnungen wurden mit dem auftretenden Kornwachstum in einem mikrolegierten Röhrenstahl verglichen. Eine Verbreiterung der Korngrößenverteilung bei kleinen Tripelpunktsmobilitäten und stark gestreckte Körner können sowohl im verwendeten Modell, als auch im Experiment gefunden werden.
Titel in ÜbersetzungInfluence of the mobilities of triple points and grain boundaries on the kinetics of grain growth
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Gamsjäger, Ernst, Betreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Kornwachstum
  • Mobilitäten
  • Tripelpunkte
  • Korngrenzen
  • Simulation

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