Lehrinhalte
Herstellung, Eigenschaften und Einsatz hochfester Baustähle für den Schwermaschinenbau:
Zum Schwermaschinenbau gehören u. a. die Bereiche Schiffbau, Energieanlagenbau, Nutzfahrzeugbau, Großrohrleitungsbau und Druckbehälterbau. Wichtige Werkstoffe hierfür sind hochfeste Baustähle, die als Grobblech, einem warmgewalzten Flachprodukt, hergestellt werden. In der Vorlesung Vorstellung der wesentlichen Merkmale der Grobblechherstellung und der dafür genutzten betrieblichen Anlagen. Ausgehend hiervon werden dann umfassend die werkstofftechnischen Wirkbeziehungen zwischen der Stahlzusammensetzung, den Walz- bzw. Wärmebehandlungsbedingungen bei der Grobblechherstellung und den erreichbaren Werkstoffeigenschaften im Grobblech diskutiert. Dazu Erläuterung der eigenschaftsbestimmenden metallkundlichen Mechanismen, wie z. B. Kornwachstum, Rekristallisation und Umwandlung. Unterschiedliche Walzverfahren (u. a. thermomechanisches Walzen) und Wärmebehandlungsverfahren (u. a. Vergüten) zur Herstellung der Grobbleche werden besprochen.
Ausgehend hiervon werden dann die Vorteile der hochfesten Baustähle in Richtung Leichtbau verdeutlicht. Die Diskussion verschiedener Gütegruppen, u. a. für den Schiffbau, den Nutzfahrzeugbau, und die Energiewirtschaft zeigt auf, wie Werkstoffzusammensetzung und Herstellbedingungen genau auf die geforderten Eigenschaften der Bleche abgestimmt werden. Die Spannweite erreichbarer Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Zähigkeit und Verarbeitungseignung (Schweißen, Umformen etc.) bei hochfesten Baustählen wird herausgearbeitet. Die Vorstellung zahlreicher Anwendungsbeispiele aus der Praxis vertieft das Verständnis der gezeigten Zusammenhänge.
Abschließende Diskussion aktueller Entwicklungen bei hochfesten Baustählen; Maßnahmen der Stahlhersteller zur Erfüllung künftiger Kundenforderungen aus dem Schwermaschinenbau an die Grobbleche.
Computer-Modelling von Gefüge und Eigenschaften metallischer Werkstoffe:
In der Lehrveranstaltung sollen wesentliche Kennzeichen der Computer-Modellierung, d.h. der mathematischen Simulation, von Gefüge und resultierenden mechanischen Eigenschaften von Produkten aus metallischen Werkstoffen bei deren Herstellung und Verarbeitung vermittelt werden. Dabei soll exemplarisch die Herstellung von Grobblech aus dem technisch bedeutsamsten Werkstoff Stahl und hier die Betrachtung der Prozesse Walzen und Wärmebehandeln im Vordergrund stehen. Einleitend wird ein Überblick über Herstellung, Verarbeitung und Anwendung von Grobblechen und der dafür verwendeten Stahlwerkstoffe gegeben werden. Daran schließt sich die eingehende Darstellung der wichtigen metallkundlichen Mechanismen in den einzelnen Abschnitten des Walzens und der Wärmebehandlung, der mathematischer Formalismen zu deren quantitativer Beschreibung und der Methodik zur systematischen Verknüpfung zu prozesskonformen, kompletten Simulationsmodellen an. Mit der ausführlichen Demonstration von Anwendungsbeispielen für das Computer-Modelling in der Praxis der Herstellung und Verarbeitung von Grobblech aus Stahl soll die Brauchbarkeit und die Bedeutung des Computer-Modelling als modernes Werkzeug zur Werkstoff- und Verfahrensentwicklung und zur Prozesssteuerung bzw. -überwachung im Betrieb veranschaulicht und dessen Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Praxis aufgezeigt werden. Die Hörer sollen Anstöße für die Anwendung der Modellierung bei der Bearbeitung eigener Aufgaben bekommen. Das Thema wird aus der Sicht des Einsatzes des Computer-Modelling in der industriellen Praxis dargestellt. Es werden Ansätze und Methoden der Modellbildung erörtert, die eine für die Fragen und Aufgaben der Praxis ausreichende Mechanismentreue mit guter Handhabbarkeit verknüpfen.
Technologie der Aluminiumlegierungen einschließlich Recycling
Grundlagen der Erstarrung; Qualitätskriterien beim Strangguss; Verfahrensweise beim Stranggießen; Al-Legierungen und Recycling
