Application of thermodynamics and diffusion in solids to the development of high strength steels for the Automotive Industry

Abstract

This paper presents some applications of thermodynamics and diffusion in solids to the development of physical models applied to high strength steels production for the Automotive Industry. The scale of modeling is chosen to be the microstructural grain. The description of nucleation, interfacial conditions, diffusion controlled growth makes it possible to follow the process of microstructure formation, the evolution of each steel constituent and finally to describe the produced steel microstructure.In this paper, we propose a model that predicts the kinetics of cementite dissolution and austenite growth during heating and soaking. It is based on solving the mass balance and diffusion equations written with gradients of chemical potentials as driving forces. This model is applicable to multi component systems and a good agreement between the calculations and experimental data was obtained.Key words: Phase transformations, high strength steels, modelling, industrial application, automotive Im Rahmen dieser Arbeit wird die Anwendung der Thermodynamik und Diffusion in Festkörpern zur Entwicklung hochfester Stähle in der Automobilindustrie vorgestellt. Die Modellierung erfolgt auf der mikrostrukturellen Ebene der Körner. Die Beschreibung der Keimbildung, der Bedingungen an den Grenzflächen und des diffusionskontrollierten Wachstums ermöglicht dem Prozess der Mikrostrukturbildung und der Entwicklung jeder Stahlkomponente zu folgen und schließlich die entstandene Mikrostruktur des Stahls zu beschreiben.In dieser Arbeit wird ein Modell, zur Vorhersage der Zementitauflösung und des Austenitwachstums während des Erhitzens und des Abschreckens, vorgeschlagen. Es basiert auf der Lösung der Massenbilanz-und Diffusionsgleichungen, die mit Gradienten des chemischen Potenzials als treibende Kraft formuliert werden. Das Modell kann auf Multikomponentensysteme angewendet werden und eine gute Ü bereinstimmung zwischen Berechnung und Experiment wurde erzielt.