Erarbeitung eines Modells für die Viskosität flüssiger Legierungen mit Vorhersageeigenschaften durch Implementierung konsistenter thermodynamischer Beschreibungen und Validierung durch experimentelle Untersuchungen von Magnesium-Legierungsschmelzen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Norbert Hort; Professor Dr.-Ing. Rainer Schmid-Fetzer
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 195190341

Die Viskosität unärer, binärer und mehrkomponentiger Legierungsschmelzen ist von erheblicher Bedeutung für die Theorie metallischer Schmelzen, aber ebenso für das Strömungsverhalten in metallurgischen Prozessen, wie Gießen, Schweißen und Erstarren. Das Ziel dieses Projektes ist die Erarbeitung eines Modells für die Viskosität flüssiger Legierungen sowie die Kombination mit experimentellen Untersuchungen von Magnesium- Legierungsschmelzen. Die Vorhersageeigenschaften dieses Modells zur Berechnung der Konzentrations- und Temperaturabhängigkeit der Viskosität in weiten Bereichen mehrkomponentiger Legierungen wird gesteigert durch Implementierung konsistenter Calphad-Beschreibungen der Legierungsthermodynamik. Die Validierung des generellen Modells erfolgt in unterschiedlichen metallischen Schmelzen, wie etwa Lot-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen, um den Nutzen für eine mögliche Integration in Software zur Berechnung thermodynamischer und thermophysikalischer Eigenschaften sowie die Erstarrungsmodellierung insgesamt zu zeigen. Darüber hinaus werden systematisch neue experimentelle Daten für die Viskosität aber auch die Dichte von Magnesium- Legierungsschmelzen erarbeitet und mit dem validierten analytischen Modell unter Einbeziehung der Legierungsthermodynamik kombiniert. Dadurch wird eine zuverlässige Berechnung der Schmelzviskosität ermöglicht, auch für sich rasch ändernde Werte der Zusammensetzung und Temperatur einer (Rest)-Schmelze. Dies ist für Erstarrungsprozesse und deren Modellierung für Magnesiumlegierungen bedeutsam.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen