I ett tidigare Vinnovaprojekt utvecklades för svensk stålindustri ett lättanvänt integrerat beräkningsverktyg, MICAST, som kan förutsäga utvecklingen av mikrostruktur och defekter vid gjutning av stål. Detta nya projekt inom det strategiska innovationsprogrammet Metalliska material, kallat MICAST III, kommer att vidareutveckla MICAST för att möta fler behov från svensk stålindustri.
Mikrostruktur och uppkomst av defekter vid gjutning av stål är viktiga faktorer för kontroll av egenskaperna och kvaliteten på gjutprodukter. Modellering spelar en allt viktigare roll i analyserna av gjutningsprocessen, vilket kan förstärka den experimentella metoden genom att generera och kvantifiera den förståelse som krävs för att förbättra processen och för att lösa de problem som stålindustrin står inför.
– Gjutna produkters kvalitet och egenskaper beror på dess mikrostruktur och eventuella defekter som uppkommer vid produktion. Det övergripande målet med detta projekt är att utveckla en industrivänlig plattform för process- och stelningsmodellering av avancerade stål i syfte att ge bättre kontroll av både struktur och defekter, säger Chunhui Luo, forskare på Swerim samt projektledare för MICAST III.
Fullständig fastransformationskinetik under nedkylning till rumstemperatur kommer att modelleras genom att kombinera CALPHAD och CCT-data. Varmsprickbildning vid stränggjutning av stål att kommer förutsägas baserat på en nyutvecklad elastisk-plastisk finita elementmetod i multiskala och kriterier för varmsprickbildning. Utöver detta kommer stöd för processen elektroslaggomsmältning implementeras i MICAST och utökas med simuleringsmöjligheter med hjälp av OpenFOAM, vilket möjliggör användandet av avancerade flödes- och stelningsmodeller tillsammans med CALPHAD-metoden. Resultaten kommer att verifieras genom laboratorie- och driftförsök. Slutligen kommer den utvecklade MICAST-mjukvaran användas av industriparterna i processparameterstudier av deras processer.
– Det jag personligen ser fram emot är att beräkningsverktyget MICAST kan ge support till experimentella metoder för att tillsammans skapa industrinytta och lösa problem som stålindustrin står inför, säger Chunhui Luo.
MICAST III har en total budget på 3,4 miljoner kronor, varav 1,7 miljoner kronor kommer från Vinnova.
Inom det strategiska innovationsprogrammet Metalliska material så satsas nu nära 26 miljoner kronor i nya forskningsprojekt i programmets årliga programövergripande utlysning. Det är i år fem nya forskningsprojekt som har beviljats stöd från den svenska innovationsmyndigheten Vinnova.
