7. Freiberger Kalibreurstag

Materialorientierte Stichplangestaltung – Mikrostruktur gezielt steuern & Werkstoffeigenschaften optimieren

Der diesjährige Kalibreurstag widmet sich einem hochaktuellen Thema der Umformtechnik: dem gezielten Einfluss auf das Werkstoffverhalten beim Kaliberwalzen. Während bisher vor allem die Kontrolle des Stoffflusses und die Einhaltung enger Geometrietoleranzen im Vordergrund standen, rücken zunehmend mikrostrukturelle Aspekte und deren gezielte Steuerung in den Fokus der Forschung.

Durch die komplexen Spannungszustände bei der mehrachsigen Umformung – insbesondere bei erhöhten Temperaturen – entstehen in Wechselwirkung mit thermischen Prozessen vielfältige Effekte, die entscheidend die mechanischen Endeigenschaften beeinflussen. So sorgen z.B. bei Profilstählen unterschiedliche Kühlbedingungen und Umformgradverteilungen bei unterschiedlichen Profildicken zu Verzug und unterschiedlichen lokalen Mikrostruktureigenschaften, was die Endeigenschaften und das Umwandlungsverhalten beeinflusst. In diesem Kontext adressiert der 7. Kalibreurstag aktuelle Entwicklungen rund um Mikrostrukturmodellierung, Phasenumwandlungen und Härtbarkeit – mit besonderem Fokus auf die Anwendung im Drahtwalzprozess.

Im Mittelpunkt stehen u.a. folgende Themen:
• Phasenumwandlungen beim Kaliberwalzen und deren Einfluss auf Festigkeit und Duktilität (z. B. bei Betonstählen)
• Härtbarkeit von Betonstahl in Abhängigkeit von Legierungssystem und Walzparametern
• Modellierung der Mikrostrukturentwicklung mit dem JMAK-Ansatz und bayesscher Parameterschätzung
• Ausscheidungsberechnungen als Grundlage für das Verständnis der thermisch-mechanischen Wechselwirkungen
• Validierung von Mikrostrukturmodellen anhand experimenteller Daten aus einem laufenden Forschungsprojekt

Ergänzt wird das Programm durch eine praxisnahe Einführung in das open-source Softwarepaket PyRolL, mit dem Stofffluss und Mikrostrukturentwicklung während des Kaliberwalzens modelliert werden können. Im Rahmen interaktiver Übungen werden Möglichkeiten zur Kalibrierung und Erweiterung des Tools vorgestellt – ein Angebot insbesondere für Anwender aus der industriellen Praxis.

Zielgruppe sind Ingenieurinnen und Ingenieure aus der Draht- und Walzwerksindustrie, die sich über neueste Entwicklungen im Bereich der Prozesssimulation und Werkstoffcharakterisierung informieren und austauschen möchten.

Material-related roll pass design – Targeted Control of Microstructure & Optimization of Material Properties

This year’s Kalibreurstag focuses on a highly topical subject in metal forming: the deliberate manipulation of material behaviour during groove rolling. While previous research and industrial practice have primarily emphasized control of material flow and adherence to tight geometric tolerances, increasing attention is being paid to microstructural aspects and their purposeful adjustment.

The complex stress states arising during multi-axial forming – especially at elevated temperatures – interact with thermal processes, resulting in a wide range of effects that significantly influence the final mechanical properties. For example, in the production of profile steels, variations in cooling conditions and strain distributions across differing profile thicknesses can lead to distortion and locally varying microstructural characteristics, ultimately affecting the final properties and transformation behaviour. In this context, the 7th Kalibreurstag addresses current developments in microstructure modelling, phase transformations, and hardenability – with a special focus on applications in wire rolling processes.

Key topics include:

• Phase transformations during groove rolling and their influence on strength and ductility (e.g., in reinforcing steels)
• Hardenability of reinforcing steel as a function of alloying system and rolling parameters
• Modelling of microstructure evolution using the JMAK approach combined with Bayesian parameter estimation
• Precipitation calculations as a basis for understanding thermo-mechanical interactions
• Validation of microstructure models using experimental data from ongoing research projects

The program is complemented by a hands-on introduction to the open-source software package PyRolL, which enables the simulation of material flow and microstructure evolution during groove rolling. In interactive exercises, participants will be introduced to methods for pas design and extending the tool – with particular relevance for users from industrial practice.

The event is aimed at engineers from the wire and rolling mill industries who wish to learn about and exchange views on the latest developments in process simulation and material characterization.