Untersuchungen zum Ausscheidungsverhalten von Eisen-Chrom-Legierungen mit niedrigen Gehalten an interstitiellen Verunreinigungen

Untersuchung des Ausscheidungsverhaltens von Eisen-Chrom-Legierungen mit 17 und 25% Cr und niedrigen Gehalten an Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Messung der Koerzitivfeldstärke und Härte nach isothermischem Anlassen im Temperaturbereich zwischen 200 und 800 °C. Vergleich der Ergebnisse mit licht- und elektronenmikroskopischen Gefügeaufnahmen, Beugungsaufnahmen und Schrifttumsangaben. Ermittlung der Ausscheidungskinetik durch Anwendung der Theorie der Koerzitivfeldstärke auf die ausgeschiedenen Teilchen.     

Betrachtungen zur Struktur der Schmelze eines nichtrostenden mit Chrom,Mangan, Nickel und Stickstoff legierten Stahles

Betrachtungen zur Struktur einer Schmelze eines nichtrostenden Stahls mit rd. 0,07% C, 0,40% Si, 9,50% Mn, 17,5% Cr, 4,50% Ni und 0,30% N auf Grund von ermittelten Werten für den Aktivitätskoeffizienten des Stickstoffs und der Wirkungsparameter, der Stoffübergangskoeffizienten des Stickstoffs in den Systemen Fe–Mn–N und Fe–Cr–N sowie in der Stahlschmelze bei veränderten Mangan- oder Chromgehalten sowie auf Grund von Messungen der Oberflächenspannungen in Abhängigkeit vom Stickstoffgehalt der Schmelze. Berechnung der Anzahl der Strukturelemente je Flächeneinheit und der Oberfläche der Strukturelemente.     

Vergleich experimenteller Ergebnisse und theoretischer Ansätze zur Verdampfung von Begleitelementen aus Stahlschmelzen

Auswertung von Schmelzversuchen im Vakuuminduktionsofen zur Verdampfung der Begleitelemente Kupfer, Mangan und Chrom aus Schmelzen des Stahles X 5 CrNi 18 9 bei Temperaturen von 1550 bis 1650 °C, Drücken von 10^?4 bis 50 Torr und Schmelzgewichten von 5 und 25 kg. Beschreibung des Verdampfungsvorganges anhand eines Teilschrittmodells, das Ansätze für die Diffusion durch die Grenzschicht in der Schmelze an die freie Oberfläche, die Verdampfung an der freien Oberfläche und die Diffusion durch die Gasgrenzschicht über der Schmelze vorsieht.     

Benetzbarkeit von festen CaO-MgO-SiO2 - und Al2O3-SiO2-CaO-Oxiden durch flüssigen Stahl

Ermittlung der Benetzbarkeit von gesinterten Oxidmischungen der Systeme CaO–MgO–SiO₂ und Al₂O₃–SiO₂–CaO durch eine hochlegierte Eisenschmelze mit rd. 20 % Ni und 25 % Cr zur Simulation der Verhältnisse bei der Stahlerzeugung beim Kontakt zwischen Schmelze und feuerfester Zustellung. Aussagen zum Einfluß der Oberflächenrauheit des Oxids. Erörterung des Verhaltens exogener Einschlüsse aus den untersuchten Oxiden in der Schmelze.     

Die Zustandslinien des Systems Eisen-Kohlenstoff bei den stabilen und instabilen Phasengleichgewichten des Austenits und Ferrits mit Graphit und Zementit sowie der Schmelze

Interpretation der thermodynamisch berechneten Gleichgewichtslinien des Austenits, Ferrits, Graphits, Zementits und der Schmelze im Zustandsdiagramm Eisen-Kohlenstoff. Dazu Zerlegung in ein austenitisches und ein ferritisches Teilsystem. Angabe einer stabilen Zementitausscheidung im ferritischen System. Beispiele für die Stabilisierung des ferritischen oder austenitischen Systems durch Zugabe von Silicium oder Mangan zum binären System Fe-C. Bestätigung der im binären System instabilen Gleichgewichte durch Extrapolation der ternären Sättigungszustände.     

Kriechverhalten einiger warmfester Stähle unter rechteckzyklisch veränderter Spannung oder Temperatur

Untersuchung des Kriechverhaltens warmfester Stähle unter rechteckzyklisch veränderter Spannung oder Temperatur bis zu 30 000 h Beanspruchungsdauer an je einer Schmelze der Stähle 10 CrMo 9 10, X 22 CrMo 12 1 und X 6 CrNiMo 17 13. Vergleich des gemessenen Kriechverlaufes mit dem nach der Lebensdaueranteil regel, der Dehnungsverfestigungsregel und der Energieverfestigungsregel berechneten Kriechverlauf.     

Geschwindigkeit der Aufkohlung von CaO-Al2O3-Schmelzen

Aufkohlung von CaO-Al₂O₃-Schmelzen bei 1600 °C in Graphittiegeln unter Atmosphären aus Kohlenmonoxid-Argon-Gemischen. Einfluß des Partialdruckes des Kohlenmonoxids, der durch die Schmelze geblasenen Gasmenge, der Wandstärke des Tiegels, der Füllhöhe des Tiegels und der Graphitfläche auf die Aufkohlungsgeschwindigkeit. Aufstellung von verschiedenen Modellen zur Deutung der Aufkohlungskinetik.     

Temperaturabhängigkeit des Zeitstandkerbverhaltens eines Stahles 21 CrMoV 5 7 nach unterschiedlichen Wärmebehandlungen

Zeitstandversuche bei 500, 550 und 600°C an Rundproben mit 60°-V-Kerbe unterschiedlicher Geometrie aus drei Wärmebehandlungszuständen einer Schmelze des Stahles 21 CrMoV 5 7. Abhängigkeit der minimalen Zeitbrucheinschnürung und des minimalen Zeitstand-Kerbfestigkeitsverhältnisses von der Prüftemperatur. Zusammenhang zwischen temperaturabhängigen Veränderungen des minimalen Zeitstand-Kerbfestigkeitsverhältnisses und dem Kerbspannungszustand bei unterschiedlicher Zeitstandzähigkeit.     

Elektrolytische Desoxidation von Eisenschmelzen

Übersichtsbericht zur elektrolytischen Desoxidation von Eisenschmelzen mit Hilfe von Festelektrolytzellen aus dotiertem ZrO₂ oder ThO₂. Laborversuche zur elektrolytischen Desoxidation von Eisenschmelzen bei Gehalten an gelöstem Sauerstoff zwischen 0,050 und 0,00002%. Einfluß der Stromstärke, des Rührens der Schmelze, der Reoxidation der Schmelze über die Gasphase und die Auflösung feuerfester Oxide sowie der Elektronenteilleitfähigkeit der Festelektrolyte auf die Desoxidationsgeschwindigkeit und die erzielbaren Endsauerstoffgehalte der Eisenschmelzen.     

Grenzfälle für das Auflösen eines Feststoffes in der eigenen Schmelze

Modellversuche zum Auflösungsverhalten von Feststoffen in ihrer eigenen Schmelze anhand des Systems Eis-Wasser. Entwicklung von Modellvorstellungen für das Aufschmelzen eines platten-, zylinder- oder kugelförmigen Kristalls in einer gerührten Schmelze mit Erörterung der vier Grenzfälle isothermes und adiabatisches Schmelzen in schwach überhitztem Bad bei geringem Temperaturunterschied zwischen Bad und Kristall, isothermes Schmelzen eines Kristalls von Schmelztemperatur in stark überhitztem Bad sowie isothermes Schmelzen eines Kristalls weit unter Schmelztemperatur in schwach überhitztem Bad. Aussagen über die Abhängigkeit der Schmelzleistung von der Symmetrie des Festkörpers.     

Untersuchungen zum Schwefelübergang zwischen kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen und flüssigen Schlacken

Untersuchung des Übergangs des Schwefels aus kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen mit Zusätzen von Silizium, Mangan und Titan in flüssige Kalk-Tonerde-(Kieselsäure)-Schlacken. Vergleich der Ergebnisse mit einem früher abgeleiteten kinetischen Modell mit der Austauschreaktion an der Phasengrenzfläche als geschwindigkeitsbestimmenden Schritt. Aussagen über die gegenseitige Beeinflussung von Kieselsäurereduktion und Schwefeltransport von Metall in die Schlacke. Einfluβ von Mangan- oder Titanzusätzen zur Schmelze auf den Schwefeltransport und die Kieselsäurereduktion.     

Ein Nahordnungsmodell zur Berechnung thermodynamischer Mischungsgrößen und seine Anwendung auf das System Eisen-Kohlenstoff

Darstellung eines mathematischen Modelles zur Berechnung von Aktivitäten, Mischungsenthalpien und Mischungsentropien in realen Zwei- und Mehrstoffsystemen aufgrund spezifischer Wechselwirkungen der Komponenten. Berechnung dieser Mischungsgrößen in der Schmelze, im α-, γ- und δ-Mischkristall des Systems Eisen-Kohlenstoff. Angabe der freien Schmelz- und Umwandlungsenthalpien des reinen Eisens, des Zementits und des Graphits. Damit Berechnung des vollständigen Zustandsschaubildes Eisen-Kohlenstoff und Vergleich der stabilen und instabilen Sättigungslinien sowie der Aktivitäten und Mischungsenthalpien mit entsprechenden Meßwerten. Dadurch Angabe eines thermodynamisch konsistenten und geschlossenen Bildes aller energetischer Größen und Zustandslinien im System Eisen-Kohlenstoff.     

Bestimmung der Grenzflächenspannung zwischen Graphit und kohlenstoffgesättigter Eisenschmelze aus dem Auftrieb

Theoretische Beschreibung des Meßverfahrens. Experimentelle Durchführung. Ergebnis der Auftriebsmessung bei Verwendung von Sinterkorund und Graphit: Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze, Stärke der Zähigkeitsunterschicht und Diffusionsgrenzschicht, Tauchspannung, Benetzungswinkel, Grenzflächenspannung. Diskussion.     

Chemische Zusammensetzungen an der ebenen Erstarrungsfront aus der Schmelze gezogener Kristalle bei verschiedenen Legierungen der Systeme Kupfer—Mangan und Kupfer—Nickel und ihre Beziehungen zum Zustandsschaubild sowie zum chemischen Diffusionskoeffizienten

Chemische Zusammensetzung im Feststoff und in der Schmelze an und vor der Phasengrenze während der Erstarrung. Meß- und Auswertemöglichkeiten der Profile der Legierungsgehalte in der Schmelze. Vergleich der Gehalte c⁰_S und c⁰_L an der Erstarrungsfront mit den entsprechenden Werten der Zustandsschaubilder. Einfluß der Erstarrungsgeschwindigkeit über den chemischen Diffusionskoeffizienten auf den Gradienten des Legierungsgehaltes an der Phasengrenze. Abschätzung eines möglichen Einflusses der Thermodiffusion.     

Entgasung von Metallschmelzen mit Blasenschwärmen

Mit dem bereits früher vorgestellten Simulationsmodell wird der Stofftransport durch Blasenschwärme untersucht, wobei die kontinuierliche Konzentrationsabnahme der im Bad gelösten Stoffe, der relative Gasgehalt der Schmelze und die Geschwindigkeit der Blasen im Schwarm zusätzlich berücksichtigt wurden. Dabei wurde festgestellt, daß aufsteigende Blasen keine stationäre Geschwindigkeit erreichen, sondern infolge des Stoffübergangs eine (fast konstante) Beschleunigung erfahren, die mit der Ergiebigkeit des Stoffübergangs größer wird. Der relative Gasgehalt ist infolge des Stoffübergangs deutlich größer als der reinen Spülgasmenge entspricht. Der zusätzliche wechselseitige Spüleffekt weiterer gasförmiger Stoffe in der Blase für die anderen in der Schmelze gelösten Gase wird mehrfach verdeutlicht. Der komplizierte wechselseitige Einfluß der operativen Parameter wie Gasdurchsatz und Außendruck sowie der Badzusammensetzung wird im System Stahl/Ar anhand des Stickstoffübergangs untersucht. Zwei weitere indirekte Beweise für die Güte des Modells werden durch Vergleiche der ermittelten mittleren Stoffübergangskoeffizienten mit Schrifttumskorrelationen und der Modellergebnisse für die Wasserstoffentfernung aus Aluminium mit Betriebsergebnissen für die SNIF- und ASR-Verfahren erbracht.     

Seigerungsverhalten der Legierungselemente in Eisen-Chrom-Nickel-Schmelzen und bei Zusatz von Molybdän und Vanadin

Laboratoriumsuntersuchung zur Ermittlung der Verteilung der Legierungselemente Chrom, Nickel, Molybdän und Vanadin auf Kristall und Schmelze von im Gleichgewicht gehaltenen Eisen-Mehrstoff-Legierungen. Angabe des Konodenverlaufes im Dreistoffsystem Eisen–Chrom–Nickel. Auswirkung von Zusätzen an Molybdän und Vanadin.     

Stoffaustausch zwischen flüssigem Eisen und Schlacke beim Sprühraffinationsverfahren

Erläuterung des Sprühraffinationsverfahrens, bei dem eine Schmelze mit inertem Gas verdüst wird und die entstehenden Metalltropfen durch eine Raffinationsschlacke fallen. Erörterung der Gesetzmäßigkeiten für die Stoffaustauschvorgänge zwischen Metalltropfen und Schlacke. Bestimmung der mittleren Tropfengröße beim Versprühen von kohlenstoffgesättigtem Roheisen. Untersuchung der Wirkung der Sprühraffination am Beispiel der Entschwefelung des Roheisens mit Schlacken des Systems CaO–CaF₂–Al₂O₃ bei 1600 °C. Ermittlung des Stoffübergangskoeffizienten des Schwefels für den umgekehrt transitorischen Phasenkontakt und Vergleich mit Werten bei anderen Techniken des Phasenkontaktes Metall-Schlacke.     

Neuere Untersuchungen über das Aluminium-Sauerstoff-Gleichgewicht in Eisenschmelzen

Laboratoriumsuntersuchungen zur Ermittlung des Gleichgewichtes für die Desoxydation von sauerstoffhaltigen Eisenschmelzen mit Aluminium unter Anwendung einer Kalk-Tonerde-Schlacke zur Raffination der Schmelze und bei Spülen der Schmelze mit hochreinem Argon. Erörterung der Einflüsse von nicht abgeschiedenen feinen Oxidsuspensionen und von metastabilen Übersättigungserscheinungen auf die in früheren Arbeiten gefundenen Abweichungen der Versuchswerte von thermodynamisch berechneten Gleichgewichtswerten. Bestimmung der Wirkungsparameter e₀^Al für die Wirkung von Aluminium auf Sauerstoff bei 1600, 1650 und 1700 °C und Berechnung der Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten für die Reaktion zwischen Aluminium und Sauerstoff im flüssigen Eisen. Ermittlung der Wirkung von Mangan und Silicium auf die Gleichgewichtslage der Desoxydationsreaktion mit Aluminium. Aus Abschätzungen der Einschlußgrößen und der Wachstumszeiten durch Diffusion sowie aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen der Oxidsuspensionen Folgerungen über in der Schmelze verbleibende Oxidpartikel als Grund für Abweichungen vom berechneten Gleichgewicht. Anhang mit der Berechnung der freien Grenzflächenenergien für die Tonerdeabscheidung unter neutraler Gasatmosphäre sowie unter Kalk-Tonerde-Schlacken.     

Die Gesamtsauerstoffgehalte und freien Sauerstoffgehalte des Metallbades beim LD-Verfahren bei Blasende in Beziehung zu der Zusammensetzung von Bad und Schlacke

Abweichung der Gesamtsauerstoffgehalte durch unterschiedliche Verteilung der Tonerde in der Probe. Errechnung des O_ges aus der Bad- und Schlackenanalyse beim LD-Verfahren. Messung des freien Sauerstoffs mit der EMK-Zelle beim LD-Verfahren. Beeinflussung des O_ges durch die physikalischen Bedingungen der Schmelze. Zusammenhang des Fe⁺⁺, Fe⁺⁺⁺ und des Fe_ges bei verschiedenen Basizitäten der Schlacke. Untersuchung des L_FeO = [% O_fr]/(% FeO) beim LD-Verfahren. Einfluß der Temperatur und der Schlackenzusammensetzung auf den log L_FeO-Wert der LD- und der Laboratoriumsschmelzen verschiedener Verfasser. Die Aktivität des FeO in Abhängigkeit von der molaren Schlackenzusammensetzung bei verschiedenen Basizitäten.     

Die Desoxydation,Entschwefelung und Entstickung Sauerstoff-, schwefel- oder stickstoffhaltiger Eisenschmelzen durch die seltenen Erdmetalle Cer und Lanthan

Beschreibung des Desoxydationsverlaufs von Eisenschmelzen mit einem Ausgangsgehalt von 0,050% [O] bei Zusatz steigender Mengen an Cer oder Lanthan von 0,2 bis 2,5%, des Entschwefelungsverlaufs bei Cer- oder Lanthanzusätzen von 0,24 bis 1,7% sowie der Entstickung einer stickstoffhaltigen Eisenschmelze mit Lanthan. Aussagen über die Verringerung der Verunreinigungen in der Schmelze durch Einsatz der seltenen Erdmetalle bei Verwendung eines Kristallkalktiegels. Untersuchung der bei höheren Zusätzen an seltenen Erdmetallen auftretenden Einschlüsse durch elektrochemische Isolierung und Untersuchungen mit der Mikrosonde.