Aktuelle Legierungskonzepte in der Umformtechnik zielen in Hinblick auf eine Reduktion der Werkstoffkosten auf eine Minimierung des Gehaltes an hochpreisigem Vanadium durch Substitution mit günstigerem und vor allem preisstabilerem Niob als Haupt-Mikrolegierungselement hin. Die numerische Simulation bietet wertvolle Beiträge für eine wissensbasierte Legierungs- und Prozessentwicklung. Gerade für KMU in der Umformtechnik, die im Gegensatz zu großen Firmen deutlich prozessorientierter sind, ist es für die Entwicklung neuer Produkte mit neuen Werkstoffen von besonderer Bedeutung, die Herstellbarkeit von Bauteilen in Bezug auf Umformkraft und Formfüllung mit vorhandenen Anlagen und Werkzeugen quantitativ prozesssicher vorherzusagen. 

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mikrostrukturbasierten Modells zur simulativen Beschreibung des Umformverhaltens Nb-legierter AFP-Stähle während mehrstufiger Schmiedeprozesse als Funktion des Mikrolegierungsgehaltes. Die Variation des Mikrolegierungskonzeptes und der Einfluss des Ausscheidungszustandes auf die Entwicklung der Mikrostruktur werden integrativ in das Modell eingebunden. Die Modellierung der Evolution der Mikrostruktur wird in Abhängigkeit von der Presskraft, der Dehnrate und der Abkühlung in das vorliegende Modell eingebunden. Mithilfe des Modells wird eine Kopplung zwischen der Rekristallistation (stat./dyn.) und Ausscheidungskinetik in Hinblick auf die Austenitkorngrößenentwicklung während des mehrstufigen Schmiedeprozesses realisiert. 

Der Ansatz verbindet eine thermodynamisch-basierte Simulation der lokalen Ausscheidungsentwicklung mit einem versetzungsdichtebasierten FE-Modell zur Mikrostrukturentwicklung und wendet das Modell auf das Mikrolegierungselement Niob an.

Das Vorhaben wird durch den Industrieverband Massivumformung (IMU) begleitet. Durchführende Forschungsstelle ist das Institut für Eisenhüttenkunde IEHK der RWTH Aachen.