Integrierte Prozess- und Gefügesimulation unter Verwendung von Finite-Elemente-Methoden (FEM) hat sich als eines der wichtigsten Werkzeuge in der Umformtechnik in den letzten Jahren entwickelt. Insbesondere bei der Warmumformung, z. B. dem Freiformschmieden von großen Bauteilen und schwerumformbaren Werkstoffen wie Nickelbasislegierungen für Turbinenwellen, werden diese Simulationen angewandt. Theoretisch ist es möglich, mit Hilfe dieser Methode die mikrostrukturelle Entwicklung entlang der gesamten Prozesskette in der numerischen Simulation eines Umformprozesses qualitativ und quantitativ zu betrachten.
Basierend auf diesen Kenntnissen können eine Reihe von Vorteilen für die Praxis erreicht werden, beispielsweise zur Optimierung eines bestehenden Umformprozesses, zur Vorhersage der mechanischen Eigenschaften der Endprodukte unter den gegebenen Umformbedingungen, zur frühzeitigen Erkennung möglicher Produktfehler und zur Unterstützung der Entwicklung einer neuen Fertigungskette. Angesichts dieses Trends in der wissenschaftlichen Forschung un den industriellen Anforderungen sind verschiedene Werkstoffmodelle auf dem Markt erschienen. Diese können an kommerzielle FEM-Programme gekoppelt werden. Durch diese Art von Werkstoffmodell kann nicht nur die Mikrostrukturentwicklung wie Rekristallisation und Korngröße, sondern auch die Wechselwirkung zwischen der mikrostrukturellen Evolution und der Verfestigung und somit der Fließspannung, quantitativ repräsentiert werden.
