Betriebsuntersuchungen und Berechnungsverfahren zur Aufstellung des energetisch optimalen Walzplanes für das Walzen auf kontinuierlichen Warmband-Fertigstraßen

Aufteilung des Energiebedarfs beim Walzen. Darstellung der Verformungs- und der Verlustarbeiten in Bestimmungsgleichungen und Zurückfuhrung auf verformungs- und anlagetechnische Kenngrößen. Prüfung bekannter Rechenverfahren und Ableitung neuer Beziehungen für die Kenngrößen auf Grund von Betriebsuntersuchungen. Beurteilung der Ausgangsgleichung für die Walzarbeit beim Bandwalzen auf kontinuierlichen Straßen über die Verteilung der Stichabnahmen auf die einzelnen Walzgerüste und die Wahl des Geschwindigkeitsniveaus. Angabe von Richtlinien zur Aufstellung von Stichplänen mit den geringsten Energiekosten für Planung und Betrieb.     

Einfluß des Probenvolumens auf die Bruchdehnung beim sprödartigen Bruch und die Übergangstemperaturen zu anderen Bruchformen im Zusammenhang mit der Bruchwahrscheinlichkeit

Ableitung einer Verteilungsfunktion der Bruchdehnung von Proben gleicher Größe anhand der Ferritrißbildung unter Berücksichtigung veränderlicher Bruchwahrscheinlichkeit. Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen Bruchdehnung und Probenvolumen für konstante, für dehnungsabhängige und für spannungsabhängige Bruchwahrscheinlichkeit. Hinweise auf die Volumenabhängigkeit der Übergangstemperaturen. Vergleich der theoretisch abgeleiteten Beziehungen mit Versuchsergebnissen an unlegierten Stählen mit Kohlenstoffgehalten von 0,02 bis 0,43%.     

Modellvorstellungen zum Wasserstofftransport aus Eisen unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen von Gasen mit Metalloberflächen

Übersicht über die Temperaturabhängigkeit des Wasserstoffdiffusionskoeffizienten in Eisen und Stahl zwischen Raumtemperatur und 300 °C und über Theorien zur Deutung der Abweichungen. Hinweise auf den hemmenden Einfluß der Phasengrenzreaktionen. Erörterung der Wechselwirkungen von Gasen mit Metalloberflächen und des besonderen Einflusses von Sauerstoff. Entwicklung von Modellvorstellungen über die Effusion des Wasserstoffs aus Eisen. Schlußfolgerungen für saubere und verunreinigte Probenoberflächen und Hinweise zur Beseitigung der hemmenden Auswirkungen der Phasengrenzreaktionen. Ableitung von Versuchsvorschriften für die Messung ?wahrer? Diffusionskoeffizienten des Wasserstoffs.     

Vorgänge im Brennfleckbereich bei der optischen Emissionsspektralanalyse mit Mittelspannungsanregung in Argon

Einfluß der Ausscheidungen aus der metallischen Matrix auf die Entladung. Messungen an Proben mit großen Ausscheidungsmengen und unterschiedlichen Ausscheidungsgrößen. Ableitung von Gesetzmäßigkeiten über den Zustand im Brennfleckbereich nach Erreichen des Abfunkgleichgewichtes anhand der Ergebnisse für Schwefel in Automatenstahl und Kohlenstoff in Grauguß. Anwendung von kombinierten Anregungen zur beschleunigten Einstellung des stationären Abfunkzustandes. Hinweise zur Anwendung auf die betriebliche Stahlanalyse.     

Verformungsverfestigung von Manganhartstählen bei Raumtemperatur und niedrigen Temperaturen

Erörterung der Ursachen der Verformungsverfestigung der Oberflächen von Manganhartstählen unter Berücksichtigung des Schrifttums. Überlegung zur Bewertung der Verfestigungsneigung und Ableitung von Untersuchungsmöglichkeiten. Aufstellung von Schaubildern wahre Spannung – wahre Einschnürung an zwei Schmelzen eines Manganhartstahles mit unterschiedlichem Aluminiumgehalt und Ermittlung von kennzeichnenden Parametern. Messung des Härteverlaufs des plastisch verformten Oberflächenbereiches. Erörterung der Versuchsergebnisse im Hinblick auf die Bewertung der Verformungsverfestigung.     

Korrosionsverhalten austenitischer Stähle bei der Prüfung nach Huey in Abhängigkeit vom Verformungsgrad

Einfluß von Probenlage und Verhältnis Querschnittsflächen/Gesamtfläche sowie Verformungsgrad beim Schmieden auf die Massenverlustrate bei der Prüfung des Stahles X 2 CrNiMoN 18 13 auf Beständigkeit gegen Kornzerfall nach Huey. Bedeutung von Zeilenbreite und Ausmaß der Seigerungen der Legierungselemente sowie Ableitung einer Beziehung zur Beherrschung der Beständigkeit gegen Kornzerfall.     

Die Berechnung thermodynamischer Größen und struktureller Eigenschaften flüssiger binärer Silicatsysteme

Ableitung von Gleichungen auf der Grundlage athermischer Mischungen der Kettenpolymere in Silicatsystemen zur Berechnung des thermodynamischen Verhaltens binärer Silicatschmelzen. Angabe einer Näherungslösung zur Berechnung der freien Mischungsenthalpie in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Schmelze aus einer einzigen systemspezifischen Konstanten. Überprüfung der Lösung an den Systemen CaO–SiO₂, MgO–SiO₂, PbO–SiO₂, MnO–SiO₂ und FeO–SiO₂. Aussagen über die lonenbrüche der freien Sauerstoffionen und der Kettenpolymere sowie über die mittlere Kettenlänge. Hinweis auf die Berechnungsmöglichkeit der freien Bildungsenthalpie stöchiometrischer Silicatverbindungen.     

Einflüsse auf die Austenitkorngröße von Einsatzstählen

Mit dem Bericht soll ein Überblick über Einflüsse der Stahlherstell- und Stahlverarbeitungsbedingungen auf die Austenitkorngröße von Einsatzstählen gegeben werden. Für die Feinkornbeständigkeit der Einsatzstähle haben Aluminiumnitride vor anderen Feinkornbildnern vorrangige Bedeutung. Im ersten Teil dieses Berichtes, der die Erfahrungen deutscher Stahlhersteller zusammenfaßt, werden einige dem Schrifttum entnommene, wichtige Zusammenhänge der Auflösungs- und Ausscheidungsbedingungen, insbesondere für Aluminiumnitride, dargestellt. Im zweiten Teil werden die wichtigsten Bedingungen der derzeit gültigen nationalen und internationalen Normen für die Austenitkorngrößenprüfung der Einsatzstähle beschrieben und kritisch verglichen. Im dritten Teil werden Ergebnisse von betrieblichen Untersuchungen und Laboruntersuchungen an unterschiedlichen Einsatzstählen mitgeteilt. Es wird der Einfluß der Fertigungsbedingungen, insbesondere der Wärmebehandlungen, der Warm- und Kaltumformung auf die Austenitkorngröße der Einsatzstähle gezeigt und der Versuch unternommen, die Untersuchungsergebnisse metallkundlich zu deuten.     

Einfluß des Molybdängehaltes auf die Zeitstandfestigkeit von Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt

Festigkeits- und Gefügeuntersuchungen an fünf Chrom-Molybdän-Vanadin-Stählen mit rd. 0,12% C, 0,5% Cr, 0 bis 1,5% Mo und 0,28% V im vergüteten Zustand und nach zusätzlicher Langzeitglühung (600°C 5000 h). Zeitstandversuche bei 550, 575 und 600°C bis 30 000 h. Röntgenfeinstrukturuntersuchung der isolierten Carbide. Einfluß des Molybdäns auf Ausscheidungs- und Mischkristallverfestigung sowie auf die Art der auftretenden Carbide und deren Wachstumsgeschwindigkeit.     

Der Einfluß der Prüfmaschinenhärte auf die Ergebnisse des Zugversuchs

Erläuterung des Begriffs Maschinenhärte. Einfluß der Federkonstante der Prüfmaschine auf die Verlängerungsgeschwindigkeit von Zugproben in den einzelnen Abschnitten des Zugversuchs und deren Bedeutung bei der Ermittlung der unteren Streckgrenze und der Höchstkraft. Instabilitätspunkt und Tangentenbedingung. Ergebnisse von Zugversuchen mit Prüfmaschinen unterschiedlicher Härte. Verlauf von Dehnung und Einschnürung nach Überschreiten der Höchstkraft in Abhängigkeit von der Maschinenhärte. Sonderfälle des Kraft-Verlängerung-Schaubildes, Prüfmaschine mit geschlossenem Regelkreis. Einfluß der Probenabmessungen auf den Instabilitätspunkt.     

Der Einfluß der Carbidausscheidungen auf das Kriechverhalten warmfester Chrom-Molybdän-Stähle

Glühversuche an zwei Chrom-Molybdän-Stählen bei Temperaturen von 550 und 650°C mit anschließenden Zeitstandversuchen bei 550 und 600°C. Untersuchung der Ausscheidungsvorgänge im Gefüge der Stähle durch elektronenmikroskopische Beobachtungen und Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der ausgeschiedenen Carbide. Einfluß der Carbidausscheidungen auf das Kriechverhalten der beiden Stähle.     

Einfluß von Abkühlbedingungen und Verformungsgeschwindigkeit auf die Hochtemperatureigenschaften von Baustählen beim Stranggießen

Ausgehend von der erhöhten Rißanfälligkeit mikrolegierter Baustähle beim Stranggießen wurde in Heißzugversuchen nach vorangegangenem Aufschmelzen und Erstarren der Proben der Einfluß unterschiedlicher Gehalte an Niob, Vanadin und Titan, der Verformungsgeschwindigkeit und der Abkühlbedingungen bis auf Prüftemperatur auf die Hochtemperaturfestigkeit und -zähigkeit untersucht. Als Kenngrößen zur Beurteilung der Rißanfälligkeit beim Stranggießen wurden das Erstarrungsintervall ΔT sowie der Verlauf der Brucheinschnürung zwischen 800° und 1200°C ermittelt. Nb-Gehalte bis 0,05% sowie insbesondere abnehmende Umformgeschwindigkeiten bewirken eine deutliche Verschlechterung der Zähigkeit zwischen 1200°C und 800°C. Vanadin hat bis 700°C keinen, Titan nur geringen Einfluß. Die aus der Praxis bekannte unterschiedliche Rißanfälligkeit Nb-freier und Nb-haltiger Güten war nur durch Anpassung der Versuchsbedingungen an die bei der Abkühlung der Strangoberfläche vorliegenden zyklischen Abkühlbedingungen zu klären.     

Einfluß hoher Abkühlungsgeschwindigkeiten auf die Härte von martensitischem Gefüge

Messung der Abkühlungszdauer an Punkten mit einem Abstand bis 6 mm von der Stirnfläche an Stirnabschreckproben. Nachweis des Einflusses der Abkühlungsgeschwindigkeit auf die Martensithärte von Einsatz- und Vergütungsstählen durch Härtemessungen an Plättchenproben und an Stirnabschreckproben bei Abständen von 0,5 bis 6 mm von der Stirnfläche. Einfluß von Nickel auf den Härteabfall mit abnehmender Äbkühlungsgeschwindigkeit.     

Der Einfluß der Verformungswärme auf die mechanischen Eigenschaften eines Baustahls

Abhängigkeit von Fließgrenze, Bruchspannung, Brucheinschnürung, bezogener Brucharbeit und Bruchflächenaussehen von der Prüfgeschwindigkeit sowie der Prüf- und der Probentemperatur unter Berücksichtigung der Temperaturerhöhungen durch die Verformungswärme bei ungekerbten und gekerbten Zugproben eines Stahls RSt 37-2. Messung der Temperaturerhöhungen bei Kerbschlagbiegeversuchen und deren Bedeutung für die Übertragbarkeit der Probenübergangstemperaturen auf Bauteile.     

Grundlagen des Thermocoil-Verfahrens zur Herstellung höherfester Betonstähle auf Drahtwalzanlagen

Die anlagentechnischen und technologischen Bedingungen von modernen Drahtwalzanlagen bieten besondere Möglichkeiten zur Herstellung von höherfesten Betonstählen durch thermomechanische Behandlung. Vorverformungen in der Vor- und Mittelstaffel und die hohe und schnelle Endumformung im Drahtblock führen zu einem sehr feinkörnigem Austenitgefüge am Ende des Umformprozesses, das durch eine auf die chemische Zusammensetzung des Stahles abgestimmte Druckwasserkühlung im Anschluß an den Walzprozeß in ein entsprechend feinkörniges Sekundärgefüge, gegebenenfalls kombiniert mit einer partiellen Vergütung (Vergütung der Randzone), umgewandelt werden kann. Die zeitliche Veränderung der Temperaturverteilung über den Querschnitt im Verlauf der Druckwasserkühlung und des nachfolgenden Temperaturausgleichs an Luft läßt sich mit geeigneten mathematischen Modellen berechnen, so daß aus den bekannten Zusammenhängen zwischen Eigenschaften, Struktur und Abkühlbedingungen die anlagentechnischen Parameter für die thermomechanische Behandlung von Betonstählen auf Drahtwalzanlagen rechnerisch ermittelt werden können. Die Beherrschung der beim Durchlauf durch die Wasserkühlstrecke auf den Walzdraht wirkenden Bremskräfte erfordert eine spezielle Technologie für den Betrieb der Drahttreiber.     

Einfluß von chemischer Zusammensetzung und Herstellungsbedingungen auf die Rißanfälligkeit Te-Iegierter Automatenstähle

Heißzugversuche und begleitende metallkundliche Untersuchungen wurden durchgeführt, um Festigkeit und Zähigkeit von Automatenstählen beim Stranggießen und Warmumformen in der 1. Hitze durch geeignete Versuchsführung im Labormaßstab zu bestimmen. Dabei galt es, den Einfluß des Legierungselementes Tellur in Gehalten von 0–0,047% festzulegen. Es zeigte sich eine starke Abhängigkeit der Festigkeit, der Zähigkeit und des Bruchverhaltens von dem durch die Versuchsführung gegebenen Gefügezustand, der Prüftemperatur und der Zerreißgeschwindigkeit. Im Heißzugversuch nach partiellem Aufschmelzen der Proben ?in situ” zeigen alle untersuchten Stähle einen extrem starken Abfall der Brucheinschnürungswerte im Bereich des zweiten Zähigkeitsabfalls. Dieser wird auf eine Ausscheidung von z.T. flüssigen, sehwefelreichen Phasen, insbesondere auf den Austenitkorngrenzen, aufgrund abnehmender Schwefellöslichkeit und langsamer Mangandiffusion bei sinkender Temperatur zurückgeführt. Sensibilisierungsversuche im Temperaturgebiet der Warmumformung wurden an zuvor partiell aufgeschmolzenen Proben sowie an Proben im industriell erzeugten Gußzustand und im vorgewalzten Zustand der Stahlsorte 9 SMnPb 28 mit und ohne Tellur durchgeführt. Während die Festigkeitswerte keine Abhängigkeit vom Tellurgehalt zeigen, weisen sämtliche tellurlegierten Proben unterhalb von 1150°C deutlich niedrigere Brucheinschnürungswerte auf als die entsprechenden tellurfreien Varianten. Verantwortlich hierfür ist eine Flüssigmetallversprödung, die durch aufschmelzende Bleitelluride verursacht wird.     

Wachstum der Eisenphase auf Wüstit während der Reduktion in Wasserstoff-Wasserdampf-Gemischen

Durch direkte Beobachtung des Wachstums der Eisenphase auf Wüstit in einem Mikroskop-Heiztisch Ableitung eines linearen Zeitgesetzes. Beschreibung des Sauerstoffausbaus im wesentlichen in der Dreiphasengrenze Eisen/Wüstit/Gasatmosphäre. Untersuchung des Einflusses von Wasserdampf Zusätzen zum Reduktionsgas hinsichtlich einer ausgeprägten Hemmung der Wachstumsgeschwindigkeit.     

Anwendung der Beziehung von Gibbs-Duhem auf die chemischen Aktivitäten flüssiger Eisenlegierungen und Schlacken

Ableitung der Gibbs-Duhem-Beziehung. Anwendung der Beziehung auf Zweistoffsysteme. Berechnung der Eisenaktivität in Fe-X-Lösungen. Anwendung der Gibbs-Duhem-Beziehung auf Dreistoffsysteme. Berechnung von Aktivitäten in metallischen und oxydischen Dreistoffsystemen.     

Übergang des Schwefels aus druckluftzerstäubten Heizölflammen auf Stahl

Einflußgrößen des Schwefelübergangs aus Ölflammen auf Stahl. Untersuchungen der Schwefelbewegung in einem Versuchsofen für die Übertragbarkeit auf großtechnische Anlagen, wie z. B. den Siemens-Martin-Ofen. Ermittlung der Schwefelkonzentration an verschiedenen Punkten der Flamme und in Stahlproben in Abhängigkeit der Flammenzerstäubung. Rechnerischer Nachweis des Schwefelübergangs aus Flamme und Gasphase in Zunder und Stahl. Metallographische Untersuchungen der Schwefelaufnahme in den Zunder und Stahl. Folgerungen aus den Ergebnissen für den großtechnischen Betrieb.     

Einfluß des Molybdäns auf die Zähigkeit von Schnellarbeitsstählen

Unterschiede im Gefüge von Schnellarbeitsstählen der Grundzusammensetzungen (%) 18W-0Mo-1V und 6W-5Mo-2V. Härten von Proben aus je einer Schmelze dieser Stähle und anschließendes Anlassen bei Temperaturen von 250 bis 650°C. Bruchmechanische Biegeprüfungen, quantitative Messung des Carbidteilchendurchmessers, rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen und Messung der Oberflächenrauheit. Folgerungen, besonders über kritische Carbidteilchengrößen in Hinsicht auf das Rißwachstum.