Тяжелые плиты должны достигать максимальной производительности в фундаментах и платформах морских установок в течение десятилетий. Экстремальные условия эксплуатации, такие как арктические температуры, высокие статические и динамические нагрузки, затрудняют их жизнь. Благодаря превосходным свойствам, специально разработанным для соответствующего применения, таким как индивидуальный предел текучести, предел прочности и ударная вязкость, высокопроизводительные листы от Dillinger устойчиво выдерживают эти постоянные нагрузки. Разрабатывая инновационные процессы и применяя новые знания, компания регулярно расширяет границы возможного и способствует производству продуктов, ориентированных на будущее.
Стратегическое партнерство продлено
С 2015 года научно-исследовательское сотрудничество компании с Саарским университетом (UdS) и Центром материаловедения Saarland (MECS) было сосредоточено на поиске новых, все более совершенных решений. В то время Диллинджер установил трехлетнее стратегическое партнерство с тремя институтами материаловедения и инженерии и финансировал их почти на миллион евро. В настоящее время компания продолжила это успешное сотрудничество посредством последующего гранта на ту же сумму еще на три года. Целью этого комплексного исследовательского проекта является систематическое расширение дизайна материалов на основе микроструктуры посредством целевого структурного и структурного моделирования специальных сталей. Внутренняя природа этих сталей является ключом к разработке инновационных профилей собственности. Благодаря объективному пониманию микроструктуры и параметров, влияющих на нее, ее можно точно настроить в соответствии с конкретными условиями заказчика, используя модифицированный производственный процесс. Чтобы постоянно расширять это понимание внутренних структур, три участвующих кафедры в Саарском университете работают над разработкой инновационных методов анализа, процессов моделирования и моделей материалов. Они не только связывают их друг с другом, но и с прикладной исследовательской деятельностью Диллинджера. Используя моделирование, они связывают фазы процесса и продукта для моделирования микроструктуры и, следовательно, желаемых свойств продукта. Моделирование может быть выполнено значительно быстрее при производстве листового металла, чем при реальных испытаниях, и, прежде всего, может быть воспроизведено точно. Результаты, знания, накопленные за многие годы, и новые знания, полученные с помощью моделирования и симуляции, позволяют сделать невообразимые скачки в развитии. С их помощью Dillinger сможет ответить на растущие требования клиентов более точно, гибко и инновационно, чем когда-либо прежде. Характеристика и классификация материалов посвящена кафедре функциональных материалов под руководством профессора Франка Мюклиха, который также координировал исследовательские проекты. Обработка материалов является предметом исследований на кафедре экспериментальной методологии материаловедения, которую возглавляет профессор Кристиан Моц. Механическое моделирование материалов является предметом исследований на кафедре технической механики под руководством профессора Стефана Дибельса.
Картинная галерея
Структурная классификация методами машинного обучения
Основой для увязки производственного процесса с внутренними свойствами и свойствами продукта стали является объективное описание микроструктуры в соответствии с составом, количеством, типом и распределением ее строительных блоков. С этой целью исследовательская группа во главе с профессором Мюклихом работает над расшифровкой де-факто безграничного геометрического разнообразия структуры на микро- и наноуровне. Чтобы докопаться до этих параметров, ученые исследуют структуру конструкции до мельчайших деталей. Благодаря воспроизводимому контрасту они делают структуру видимой и, таким образом, обеспечивают надежную количественную оценку строительных блоков. Они содержат историю производственного процесса от нанометра до микрометра. Разработанные методы анализа позволяют представить точную структуру микроструктуры, то есть химическую структуру,изобразить кристаллографически и геометрически, зачитать и объективно оценить.
В рамках первого проекта финансирования структура в верхних классах феррита, перлита, бейнита и мартенсита была сопоставлена, сегментирована и классифицирована с использованием соответствующих методов анализа данных. Данные, использованные для этого, были основаны на «окружении» отдельных пикселей или также на особых геометрических особенностях (морфологических вариантах) исследуемых строительных блоков. С помощью метода оценки, который также был разработан для их систематической и объективной оценки с использованием современных инструментов машинного обучения, теперь 60 процентов сталей Диллинджера можно автоматически анализировать и объективно классифицировать. В последующем начатом проекте исследователи на этой кафедре оптимизируют и расширяют ранее разработанную концепцию интеллектуального анализа данных,путем исследования и классификации бейнитных подструктур в соответствии с их структурой, размерами и составом. Для этой цели эти подструктуры делятся на дополнительные подклассы для правильной записи и классификации самых мелких структурных различий. В результате еще 15 процентов стальной конструкции могут быть классифицированы автоматически.
Идеальная структура с использованием математической модели
Исследователи профессора Мотца исследуют влияние таких параметров, как химический состав, термическая обработка, время обработки и температуры прокатки, на микроструктуру и, следовательно, в конечном итоге на механические свойства, используя методы моделирования физических процессов. Используя математические модели, они описывают, как структура специальных сталей изменяется в процессе производства на отдельных этапах обработки. На основе исследований того, как температурные различия во время деформации или различные методы прокатки влияют на такие свойства, как прочность, моделируется изменение размера зерна аустенита и, следовательно, развитие структуры. В рамках второго проекта финансирования разработка микроструктуры расширена и включает процессы, включенные в чистовую прокатку. Для выбранных концепций сплавов и технологических маршрутов моделирование физического процесса позволяет прогнозировать и проверять аустенитное состояние на этапах процесса. Для этой цели моделирование расширяется с учетом размера отдельных аустенитных зерен, их протяженности и состояния деформации, что значительно расширяет диапазон сталей, которые можно моделировать. Полученные результаты реализованы Диллингером в модели прокатки, чтобы контролировать развитие микроструктуры в процессе производства. Понимание параметров процесса и влияющих факторов, полученных таким образом, является ключом к оптимальной настройке параметров процесса в соответствии с желаемым заказчиком профилем свойств стали.
Дополнительная информация по теме проектирования материалов на основе микроструктуры дополняет проектирование стали на основе данных
Систематическое расширение дизайна материалов на основе микроструктуры предоставляет Диллинджеру интеллектуальный инструмент для разработки и производства новых, сложных специальных сталей. Он оптимально дополняет конструкцию стали на основе данных, основанную на опыте и рекомендациях. Дизайн на основе микроструктуры позволяет проектировать и внедрять совершенно новые профили свойств. Понимание микроструктуры и микроструктурных механизмов, основанных на новых, безопасных методах анализа, позволяет производителю стали использовать моделирование и симуляцию для проверки профилей конкретных свойств на предмет их пригодности для применения и соответствующего планирования всех этапов производства. В будущем Диллинджер сможет точно определить, как должна выглядеть структура специальной стали,например, чтобы оставаться оптимально вооруженным в арктических условиях. Тесное сотрудничество между наукой и практикой превращает теоретические соображения в применение, и наоборот, практические результаты непосредственно возвращаются в работу исследователей.
Имитируя микроэффекты до идеального продукта
Исследователи кафедры профессора Дибелса занимаются исследованием взаимосвязи структуры и свойств в двухфазных сталях. Это делает механическое поведение новых марок стали предсказуемым даже во время их разработки. В первом проекте финансирования был разработан метод для описания кривой течения, то есть развития деформации под нагрузкой на стали Диллинджера, с помощью математической и физической модели. Эта фазовая трехмерная модель, основанная на фазовых пропорциях, размерах, морфологии и распределении структурных параметров, определяет макроскопическое, механическое поведение. Последующий проект распространяет моделирование микроэффектов на эффекты сталей с преобладанием зернистой структуры. Для этого необходимоболее тонко растворить предыдущую фазовую модель и принять во внимание меньшие площади и их индивидуальные свойства. Необходимым условием для этого является картирование кристаллографической структуры зерна феррита. Чтобы максимально точно предсказать его свойства в зависимости от микроструктуры, тестируются различные численные методы. Это позволяет моделировать деформации внутри зерна, а также взаимодействия с соседними зернами. Постоянное сравнение моделирования и экспериментов обеспечивает достоверность этого свойства прогноза. В будущем это также позволит прогнозировать кривую потока для более сложных микроструктур. (Qui)Чтобы максимально точно предсказать его свойства в зависимости от микроструктуры, тестируются различные численные методы. Это позволяет моделировать деформации внутри зерна, а также взаимодействия с соседними зернами. Постоянное сравнение моделирования и экспериментов обеспечивает достоверность этого свойства прогноза. В будущем это также позволит прогнозировать кривую потока для более сложных микроструктур. (Qui)Чтобы максимально точно предсказать его свойства в зависимости от микроструктуры, тестируются различные численные методы. Это позволяет моделировать деформации внутри зерна, а также взаимодействия с соседними зернами. Постоянное сравнение моделирования и экспериментов обеспечивает достоверность этого свойства прогноза. В будущем это также позволит прогнозировать кривую потока для более сложных микроструктур. (Qui)Постоянное сравнение моделирования и экспериментов обеспечивает достоверность этого свойства прогноза. В будущем это также позволит прогнозировать кривую потока для более сложных микроструктур. (Qui)Постоянное сравнение моделирования и экспериментов обеспечивает достоверность этого свойства прогноза. В будущем это также позволит прогнозировать кривую потока для более сложных микроструктур. (Qui)
СОВЕТ ПО СЕМИНАРУ На семинаре «Систематический выбор материала» в академии инженерной практики рассказывается о взаимосвязи между производством материала, структурой материала и свойствами получаемого материала. Цель состоит в том, чтобы представить целостное представление о процессе выбора материала, начиная с создания профиля потребности, предварительного отбора до точного выбора и оценки риска.
Информация и регистрация: www.b2bseminare.de/konstruction/systematik-werkstoffvergleich