Modellierung der Rekristallisationstextur : Wechselwirkung zwischen Keimbildung und Keimwachstum

Sebald, Roland; Gottstein, Günter

doi:335

Modellierung der Rekristallisationstextur : Wechselwirkung zwischen Keimbildung und Keimwachstum

Sebald, Roland (Author)

2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Roland Sewald

ImpressumAachen : Shaker 2002

UmfangIII, 139 S. : Ill., graph. Darst.

ISBN3-8322-0127-0

ReiheBerichte aus der Werkstofftechnik

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2001

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Gottstein, Günter (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-11-30

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-3357
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/56970/files/Sebald_Roland.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik (500000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Geowissenschaften (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 550

Kurzfassung
In der vorliegenden Arbeit wird das komplexe Zusammenwirken von Keimbildung und Keimwachstum bei der primären statischen Rekristallisation mittels Simulationsrechnungen untersucht. Das hierzu entwickelte Modell berechnet die Texturentwicklung bei der Rekristallisation ausgehend von statistischen Annahmen über die Mikrostruktur. Zu Beginn der Simulation wird die Keimbildung berechnet. Die hier verwendeten Modelle beschreiben sowohl die bei verschiedenen Keimbildungsmechanismen entstehenden Keimhäufigkeitsverteilungen als auch die Desorientierungsverteilungen zwischen den Keimen und ihren Umgebungen. Das anschließende Keimwachstum wird in Abhängigkeit von der Desorientierung des einzelnen Keims und der jeweils wirkenden treibenden Kraft modelliert. Diese Simulation erfolgt zeitaufgelöst und beinhaltet wechselnde Keimumgebungen während des Wachstums. Außerdem können die Einflüsse von Erholung und Zwillingsbildung auf das Wachstum berücksichtigt werden. Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Modell konnte erstmals gezeigt werden, daß die Keimbildung die Entwicklung der Rekristallisationstextur nicht nur über die Keimtextur beeinflußt. Ein entscheidender Aspekt, der in bisherigen Simulationen vernachlässigt wurde, sind die Auswirkungen der Keimbildung auf das Keimwachstum, die sich durch die Desorientierungsverteilung ergeben. Bei einer sehr engen Desorientierungsverteilung zwischen Keimen und umgebender Matrix wird die Texturentwicklung von der Orientierungsabhängigkeit der gespeicherten Energie dominiert. Die Stärke dieses Einflusses ist dabei von Mikrostrukturparametern bestimmt. Bei breit gestreuten Desorientierungsverteilungen überwiegt dagegen der Einfluß der Mobilitätsfunktion der Korngrenzen. Wie sehr sich dieses orientierte Wachstum auswirkt, ist wiederum von anderen Parametern wie z.B. der lokal zur Verfügung stehenden Anzahl unterschiedlicher Keimorientierungen abhängig. Die Keimbildungsmechanismen legen somit fest, welche Parameter für das Wachstum entscheidend sind.

The influence of nucleation on nucleus growth during primary static recrystallization is investigated with a statistical model of the textural evolution. The presented time resolved model takes into account several physically based and experimentally confirmed nucleation mechanisms. Nucleus growth is calculated as a function of time. The local growth rates of the nuclei depend on the stored energies and on the grain boundary mobilities. In contrast to other statistical models the growth approach also considers the temporal evolution of the surroundings of the nuclei. The nucleation mechanisms determine misorientation distributions and nucleus densities during early stages of nucleus growth. In later stages of recrystallization the growing recrystallized grains meet a compromise growth environment where the nucleus misorientations are determined by a statistical misorientation distribution. The consideration of a changing growth environment reveals the strong influence of nucleation on growth. The impact is much more severe than just providing nuclei with defined orientations. A crucial aspect which has been neglected in simulations so far, is the influence of the misorientation distribution on the growth of the nuclei. With a narrow misorientation distribution between nuclei and surrounding deformed matrix the distribution of stored energy dominates the textural evolution during growth. The extent of that influence is determined by microstructural parameters. With a wide scatter in the misorientation distribution the mobility function of the grain boundaries predominates the textural evolution. The strength of oriented growth depends on other parameters like the local number of different orientations. Finally, the nucleation mechanisms determine which parameters affect nuclei growth. Thus, it can be concluded that nucleation controls the growth conditions during recrystallization

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