Ett industriellt orienterat beräkningsverktyg för modellering mikrostruktur vid stränggjutning av stål

Syfte och mål

Förstudien utvecklade ett industriellt orienterat beräkningsverktyg (MiCAST) för modellering av mikrostruktur vid stränggjutning av stål, för att stödja utvecklingen av nya produkter och processoptimering genom samarbete med en aktiv stålproducent. Projektet förväntas stärka den svenska stålproducentens materialbaserade konkurrenskraft genom användning av avancerade simuleringsverktyg och tillgång till specialistkompetens inom området. Med fortsatt arbete kan modellen utvecklas ytterligare och valideras med produktionsdata.

Resultat och förväntade effekter

Vid utveckling av nya stålsorter och produkter kan MiCAST användas som ett beräkningsverktyg för att erhålla snabba initiala resultat. Med simulering kan man på ett tidigt stadium utesluta olämpliga idéer samt identifiera och fokusera på lämpliga processparametrar. Detta accelererar processutvecklingen och minskar slöseri med tid och material i produktutvecklingsprocessen. Det är särskilt viktigt vid utveckling och produktion av svårgjutna stålsorter.

Upplägg och genomförande

Först används en speciell kod baserad på Thermo-Calc för att beräkna stelningsrelaterade termo-fysikaliska materialegenskaper och fasfraktion. Därefter genomfördes en analys av stelningsförloppet med en kopplad termisk-mikrostruktur finita element-modellering som inkluderar temperaturhistorik och fasomvandling av stål. Slutligen har den utvecklade koden testats med industriella indata för stränggjutning.