Simulation of solidification on the macro- and microscale in context of Ni-based superalloys
- In dieser Arbeit wird die gerichtete Erstarrung von Ni-Basis Superlegierungen im Kontext des Bridgman-Verfahrens durch einen skalenüberbrückenden Ansatz modelliert. Auf der makroskopischen Ebene wird ein Finite-Elemente Modell genutzt um die Entwicklung der thermischen Felder zu beschreiben. Diese makroskopischen Ergebnisse werden als Eingangsparameter auf der Mikroskala für die Modellierung der Mikrostrukturentwicklung genutzt. Als numerisches Werkzeug wird die Phasenfeldmethode angewandt. Durch das Modell kann der Einfluss von Legierungselementen auf die Erstarrungskinetik und die Elementsegregation genauer untersucht werden. Neben der Prozessroute des Bridgman-Verfahrens wird ebenfalls die Mikrostrukturentwicklung während der Erstarrung im Rahmen der additiven Fertigungstechnologie des selektiven Elektronenstrahlschweißens untersucht. Dazu wird erneut die Phasenfeldmethode angewandt, neben der Erstarrung wird der inhärente Effekt des partiellen Aufschmelzens genauer betrachtet.
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| Author: | Helge Julian SchaarGND |
|---|---|
| URN: | urn:nbn:de:hbz:294-75113 |
| DOI: | https://doi.org/10.13154/294-7511 |
| Referee: | Ingo SteinbachORCiDGND, Jan FrenzelORCiDGND |
| Document Type: | Doctoral Thesis |
| Language: | English |
| Date of Publication (online): | 2020/09/15 |
| Date of first Publication: | 2020/09/15 |
| Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
| Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau |
| Date of final exam: | 2020/05/12 |
| Creating Corporation: | Fakultät für Maschinenbau |
| GND-Keyword: | Gerichtete Erstarrung; Superlegierung; Finite-Elemente-Methode; Rapid Prototyping (Fertigung); Mikrostruktur |
| Institutes/Facilities: | Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS) |
| Dewey Decimal Classification: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau |
| faculties: | Fakultät für Maschinenbau |
| Licence (German): |  Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |
