Das Zustandsschaubild Eisen—Kohlenstoff mit peritektischer Bildung des Zementits aus Schmelze und Graphit

Möglichkeiten einer Verknüpfung der herkömmlicherweise als “stabil” bzw. “metastabil” bezeichneten Systeme Eisen–Graphit und Eisen–Zementit. Versuche an Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen mit bis zu 33 Atom-% G, Eisen-Molybdän- und Eisen-Mangan-Legierungen mit hohen Kohlenstoffzusätzen, Eisen-Silizium-Kohlenstoff-Legierungen und Zweistoff-Legierungen des Eisens mit Kohlenstoff. Verknüpfung des stabilen und des metastabilen Systems über die peritektische Bildung von Zementit aus Schmelze und Graphit.     

Massiver Zementit

Herstellung von Zementit durch Aufkohlen von chrom- oder manganlegiertem Gußeisenpulver in Methan, Pressen und Sintern des Karbidpulvers. Thermomagnetische Prüfung der Karbidpulver und Sinterkörper auf Gehalte an Ferrit und Zementit. Aufkohlen mit Graphit. Mindestgehalte an Chrom oder Mangan zur Erzielung von beständigem Zementit. Warmstauchversuche an gesinterten Proben. Heißpressen von Pulvern. Eigenschaften von legiertem Zementit: Curietemperatur, Schmelztemperatur, spezifische Wärme, Dichte, Wärmeausdehnung, Gefüge, elektrischer Widerstand, Thermokraft, Härte, Elastizitätsmodul, Magnetisierungskurve. Verhalten bei Gegenwart von Metallzusätzen.     

Stoffübergang bei hüttenmännischen Heterogenreaktionen fest–gasförmig

Theoretische Behandlung von heterogenen Reaktionen zwischen Gas und Festkörper bei durchströmten und überströmten Schüttungen. Angabe von Gleichungen für den Stoff- und Wärmeübergang. Erörterung von Korrekturen für die theoretische Erfassung des Reaktionsablaufes. Behandlung der Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante, der Strömungserscheinungen bei Reaktionen mit Volumenvermehrung und des Einflusses unterschiedlicher Diffusionskoeffizienten der Gase. Aussagen über den Reaktionsablauf im Wirbelbett, Schachtofen, Etagenofen und im Drehrohrofen. Anwendungsbeispiele mit der Behandlung der chlorierenden Röstung von Schwefelkiesabbränden im Etagenofen sowie der Röstung im Drehrohrofen.     

Die thermodynamischen Eigenschaften des Systems Eisen–Kohlenstoff an der kohlenstoffreichen Seite des Systems

Erörterung der Wechselwirkungen zwischen Eisen und Kohlenstoff in flüssigen Legierungen und Erläuterung von Wirkungsparameter e und Wirkungsgröße on. Berechnung des metastabilen Gleichgewichtes zwischen Zementit und flüssigen Eisen-Kohlenstoff-Lösungen. Angabe des Verlaufs der CD-Linie im System Eisen-Kohlenstoff sowie des Schmelzpunktes des Zementits.     

Stähle für Gehäuse von Feststoffraketen-Antrieben

Überlegungen zur Bauweise von Gehäusen für Feststoffraketen, besonders für Raketen-Antriebsstufen, und zur Wahl geeigneter Werkstoffe. Die Größe K_IC als Kennwert für die Zähigkeit. Erörterung von Angaben aus dem Schrifttum über Wärmebehandlung, Kennwerte im Zugversuch, Kerbschlagzähigkeit, Rißfortschrittsverhalten und Schweißeignung von niedriglegierten martensitischen Stählen mit rd. 0,35 bis 0,45% C, höher legierten martensitischen Stählen mit <0,30% C sowie martensitaushärtenden Stählen mit rd. 18% Ni. Eignung verschiedener Stahlsorten aus diesen drei Gruppen im Hinblick auf Größe, Herstellungsweise und Verwendung für Gehäuse von Feststoffraketen.     

Untersuchungen zur Sprödbruchneigung von unlegierten,kohlenstoffarmen Baustählen unter Berücksichtigung ihres mechanischen Dämpfungsverhaltens im kHz-Bereich

Untersuchung des Sprödbruchverhaltens von 40 Stählen mit 0,05 bis 0,23% C, ≤ 0,47% Si und 0,27 bis 1,30% Mn unterschiedlicher Erschmelzungs- und Vergieβungsart im normalgeglühten Zustand mit Korngröβenanalysen, mit DV M-Kerbschlagbiegeversuchen sowie mit Dämpfungsmessungen im kHz-Bereich. Ermittlung des Zusammenhanges zwischen Sprödigkeit und Dämpfung dieser Stähle auf Grund der Beziehungen zwischen Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit und Ferrükorngröβe bzw. zwischen Versetzungskonzentration sowie Dämpfung kaltverformter Proben und deren Ferritkorngröβe.     

Zur Isolierung von Karbiden in Wolframstählen

Früher erreichte Ergebnisse einer potentiostatischen Isolierung von Zementit aus einem Kohlenstoffstahl mit 0,68% C. Verwendung von drei Wolframstählen mit 20 % und dreien mit 0,75% C sowie 0,8, 1,8 und 4,0% W für die potentiostatische Isolierung der Karbide aus Wolframstahl. Wärmebehandlung zur Erreichung einer Martensit-und Perlitstufenumwandlung. Ausbeute an Karbid und Bilanz für Kohlenstoff und Wolfram zwischen Stahl und Karbid. Zusammensetzung und Phasenanalyse der isolierten Karbide.     

Strömung und Wärmeübergang in Schüttungen mit rotationssymmetrischen Oberflächenprofilen und Kornverteilungen

Theoretische Berechnung der Geschwindigkeits- und Gasdruckverteilung in Schüttungen. Gemessene Gasdruckverteilung und Folgerungen für die Strömungsverhältnisse. Messung von Geschwindigkeitsprofilen über Schüttungen mit verschiedenen rotationssymmetrischen Oberflächenprofilen; Abhängigkeit von der mittleren Höhe, vom Oberflächenprofil und von der Korngröße der Schüttung sowie vom Winddurchsatz. Anwendung auf die Strömung im Hochofen. Strömungsmessungen im Schüttungsinneren.     

Einfluß von Gefüge und chemischer Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften und die Verformbarkeit untereutektoidischer härtbarer Bandstähle im geglühten Zustand

Ermittlung der Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und des Verhaltens im Faltversuch an Proben aus Bändern von Stahl mit rd. 0,65% C und 0,45 bis 0,75% Mn oder 0,45 bis 0,85% C und 0,65% Mn nach unterschiedlicher Kaltwalz- und Glühbehandlung auf Gefüge mit verschiedener Ferritkorngröße und Zementitkorngröße und -flächendichte. Folgerungen über den Einfluß der chemischen Zusammensetzung und Gefügebeschaffenheit auf die mechanischen Eigenschaften im geglühten Zustand.     

Bestimmung von Carbidphasen durch Erhitzen von Isolaten und gespanten Stahlproben in feuchtem Wasserstoff

Verhalten von isoliertem Zementit und isolierten Chrom-, Molybdän-, Niob-, Titan-, Vanadin- und Zirkoncarbiden gegenüber feuchtem Wasserstoff bei verschiedenen Temperaturen. Verhalten dieser Carbide beim Glühen feiner Stahlspäne in feuchtem Wasserstoff. Bestimmung von Zementit neben Sondercarbiden durch Heißextraktion von Isolaten und gespanten Proben mit feuchtem Wasserstoff.     

Einfluß von Temperatur und Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf den Abbau innerer Spannungen und die mechanisch-technologischen Eigenschaften von Stahl 22 NiMoCr 3 7

An einer Bramme aus einer Schmelze des Stahles 22 NiMoCr 3 7 mit rd. 0,2% C, 0,6% Mn, 0,45% Cr, 0,6% Mo und 0,95% Ni Durchführung von Untersuchungen über den Einfluß der Temperatur und der Haltedauer beim Spannungsarmglühen auf die mechanischen Eigenschaften und den Abbau von inneren Spannungen durch Ermittlung der Kennwerte im Zugversuch bei 20 und 350 °C, der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch für Kerbschlagzähigkeiten von 27 J und 41 J und 50% Anteil an kristallinem Bruchgefüge sowie der Übergangstemperatur im Fallgewichtsversuch (NDT-Temperatur) an bei Temperaturen im Bereich von 450 bis 730 °C jeweils bis zu 100 h geglühten, der Bramme in Querrichtung entnommenen Proben. Härtemessungen in der Wärmeeinflußzone von IIW-Aufschweißproben nach entsprechenden Glühungen. Zeitstand-Zugversuche bei Temperaturen von 450 bis 730 °C mit unterschiedlicher Beanspruchungshöhe und -dauer bis zum Erreichen einer bleibenden Dehnung von wenigstens 0,2%. Erörterung der Ergebnisse mit Folgerungen, besonders für den durch die Verringerung der Härte und die Parameter im Zeitstandversuch mittelbar gekennzeichneten Abbau von inneren Spannungen sowie (hieraus resultierend) für eine vereinfachte Glühbehandlung von Schweißverbindungen.     

Einfluß der Abkühlungsgeschwindigkeit beim Härten auf die Zähigkeit von Warmarbeitsstählen

Gefügeaufbau, Kerbschlagzähigkeit und mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur und erhöhten Prüftemperaturen von bei der Vergütung mit verschiedenen Abschreckgeschwindigkeiten gehärteten Warmarbeitsstählen. Einfluß von Anteilen an Zwischenstufe im Härtungsgefüge und der Stärke der Korngrenzenkarbidausscheidungen auf die Zähigkeit der Warmarbeitsstähle bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen. Versuche zur Verbesserung der Zähigkeitseigenschaften besonders der Warmzähigkeit von bei der Vergütung mit verringerter Abkühlungsgeschwindigkeit gehärtetem Stahl X 30 WCrV 53 durch Erhöhung des Kohlenstoff-, Vanadin- und Chromgehaltes des Stahles.     

Einfluß von Gefüge und chemischer Zusammensetzung auf die mechanischen Eigenschaften unlegierter vergüteter Bandstähle

Ermittlung der Kennwerte im Zugversuch, des Verhaltens im Faltversuch und im Dauerschwingversuch (bei wechselnder Biegebeanspruchung) an Proben von Bandstahl mit rd. 0,55 bis 0,85% C, 0,3% Si und 0,55 bis 0,75% Mn nach Kaltwalzen und Glühen auf Gefüge mit unterschiedlicher Ferrit- und Zementitkorngröße und anschließendem Vergüten auf einheitliche Härte von rd. 50 H RC. Einfluß der Austenitisierungsbedingungen und des Gefüges nach Abschrecken von Austenitisierungstemperatur.     

Metallographische Untersuchungen zum Beginn der Zerstörung metallischer Werkstoffe durch Kavitation in Wasser von 50 bis 55 °C

Beanspruchung von Armco-Eisen mit 0,02% C, 0,002% Si, 0,035% Mn, 0,015% P und 0,025% S, Reinstzink (99,99% Zn) und Reinstaluminium (99,99% Al) auf Kavitation im Strömungskanal mit Wehr und Gegenwehr. Einfluß von Riefen in der Oberfläche von Armco-Eisen auf die Verteilung der örtlichen Schäden durch Kavitation. Lichtoptische, elektronenoptische und röntgenographische Untersuchung von Schäden. Versuch einer Deutung der Entstehung von Werkstückkavitation.     

Zur Überlagerung von interkristalliner Korrosion und Schwingungsrißkorrosion und ihrer Auswirkung auf das Zeitfestigkeitsverhalten austenitischer Stähle

Umlaufbiegeversuche an Luft und in Oxalsäure an Proben eines austenitischen nichtrostenden Stahles mit rd. 0,07% C, 18% Cr und 9% Ni sowie mit und ohne Niob im lösungsgeglühten und im sensibilisierten Zustand. Ermittlung von Strom-Spannung-Kurven sowie Beobachtung der Potential- und Stromverläufe in Abhängigkeit von der Lastspielzahl bis zum Bruch. Einfluß des Bearbeitungszustandes der Probenoberflächen. Deutung des Schädigungsmechanismus im Hinblick auf den Anteil der interkristallinen Korrosion an dem Schwingungsrißkorrosionsvorgang.     

Untersuchungen zur Verformungsalterung stickstoffhaltigen Reineisens durch Dämpfungs- und Festigkeitsmessungen

Entkohlende und entstickende Glühbehandlung zur Herstellung der Alterungsbeständigkeit von Reineisen mit 0,007% C und 0,004% N sourie von unlegiertem Stahl mit 0,04% C und 0,003% N oder 0,12% C und 0,003% N in feuchtem Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch. Löslichkeit des Stickstoffs im α-Eisen in Abhängigkeit von der Temperatur. Einfluß der Verformung auf das Grunddämpfungsverhalten von Reineisen. Verlauf der Verformungsalterung durch Stickstoff im α-Eisen im Temperaturbereich von 20 bis 100 °C. Unterscheidung der verschiedenen Mechanismen der Alterung durch Rückbildungsuntersuchungen und Zugversuche.     

Einfluß des Feuerverzinkens auf die Dauerfestigkeit von Stahldrähten

Umlaufbiegeversuche an Stahldrähten ohne und mit Zinküberzug und mit Zugfestigkeiten von rd. 400 bis 2000 N/mm². Dauerschwingverhalten der Drähte im Zeit- und Wechselfestigkeitsbereich. Durchführung der Versuche nach dem erweiterten Wöhlerverfahren, Ermittlung der Überlebenswahrscheinlichkeit und der Lebensdauerstreuung sowie der Wechselfestigkeit unter Anwendung des Treppenstufenverfahrens. Abhängigkeit der Biegewechselfestigkeit und des Wechselfestigkeitsverhältnisses von der Zugfestigkeit. Untersuchungen von Verformungserscheinungen, der Rißbildung im Zinküberzug, der Rißausbreitung in der Zinkschicht und im Grundwerkstoff mit dem Lichimikroskop und dem Rasterelektronenmikroskop.     

Aufkohlungsversuche an hitzebeständigen Chrom-Nickel-Stählen und -Legierungen bei Temperaturen von 900 bis 1150 °C

Kohlenstoffaufnahme von 16 hitzebeständigen Chrom-Nickel-Stählen und -Legierungen mit 17 bis 60% Cr, bis zu 72% Fe und 8 bis 80% Ni nach 200 h Glühdauer in Kohlegranulat bei 900 bis 1150 °C. Einfluß von Glühtemperatur und Nickelgehalt auf den Höchstwert der Kohlenstoffaufnahme im oberflächennahen Bereich und auf die Eindringtiefe des Kohlenstoffs. Metallographische Hinweise auf die Bildung von Randschichten. Vergleich mit Betriebserfahrungen bei Rohren für die Äthylenerzeugung.     

Erfassung von Rißbildung und Rißwachstum von Oberflächenrissen mit Potentialmethode,Aufweitungsmessung und Schallemission

In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse vorgestellt, die im Rahmen eines Forschungsprogrammes bei sieben Behälterversuchen und den entsprechenden begleitenden Untersuchungen gewonnen wurden. Ein Ziel der Arbeit war, Verfahren und Versuchstechniken zu entwickeln, die eine zuverlässige Einbringung von Rissen in gekerbte Behälter durch pulsierenden Innendruck erlauben. Dabei standen zwei Probleme im Vordergrund: Die experimentelle Erfassung der Rißbildung im Kerbgrund und die Bestimmung der Tiefe von Oberflächenrissen während der Schwellbeanspruchung. Bei den Versuchen hat sich gezeigt, daß die Entstehungsphase von Oberflächenrissen mit Potentialmethode, Aufweitungsmessung und Schallemission erfaßt werden kann. Zur Verfolgung des Tiefenwachstums haben sich Potentialmethode und Aufweitungsmessung bewährt. Für diese Verfahren werden Kalibrierkurven in übertragbarer Form angegeben, welche die Meßgrößen Potential bzw. Aufweitung mit der Rißtiefe verknüpfen. Mit derartigen Kurven kann die Einbringung von Oberflächenrissen in Behälter und Platten vollautomatisch überwacht werden. Darüber hinaus ergibt sich für die Potentialmethode im Rahmen der zerstörungsfreien Prüfung die Möglichkeit, die Abmessungen örtlich bekannter Oberflächenfehler abzuschätzen.     

Der Einfluß von Bearbeitungseigenspannungen auf das Biegewechselverhalten von Stahl Ck 45 im weichgeglühten Zustand

Herstellung von Flachproben für Biegewechselversuche mit reproduzierbarem Oberflächenzustand durch Schleifen, Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen aus dem Stahl Ck 45 mit 0,47% C, 0,21% Si, 0,69% Mn, 0,021% P, 0,031% S, 0,14% Cr und 0,02% Ni im weichgeglühten Zustand. Röntgenographische Messung der Tiefenverteilung der Bearbeitungseigenspannungen. Biegewechselversuche zur Aufnahme von Wöhler-Kurven. Modifiziertes Treppenstufenverfahren mit geringer Probenzahl zur Ermittlung der Biegewechselfestigkeit für 50% Überlebenswahrscheinlichkeit. Zusammenhang zwischen Biegewechselfestigkeit und Bearbeitungseigenspannungen. Einfluß der Kantenbeschaffenheit.