Einfluß von Restaustenit auf die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke

Die Korngröße des Austenits nach der Reaustenitisierung von Stählen für schwere Schmiedestücke wurde in Abhängigkeit von der Art des Ausgangsgefüges, den Wiedererwärmungsbedingungen und den chemischen Zusammensetzungen untersucht. Besonders wurde der Einfluß von Restaustenit im Ausgangsgefüge auf die Korngröße des Austenits nach erneuter Austenitisierung betrachtet. Nach den Ergebnissen bleibt das Austenitkorn bei der Reaustenitisierung von Gefügen der Martensitstufe und der unteren Bainitstufe grob, wenn bei der Wiedererwärmung werkstoffabhängige Grenzerwärmungsgeschwindigkeiten unterschritten werden. Maßgeblich für eine mit zunehmender Erwärmungsgeschwindigkeit – in Abhängigkeit auch von den örtlichen chemischen Zusammensetzungen – mögliche Austenitkornverfeinerung ist das zeitabhängige Wachsen von Restaustenitfilmen zwischen den Kristalliten des Ausgangsgefüges in Konkurrenz zu den Anlaufzeiten für Keimbildung und -wachstum an den Grenzflächen Carbid/Ferrit. Ist wenig oder kein Restaustenit vorhanden, wie in einigen Gefügen der Bainit- bzw. der Perlitstufe, so entsteht der Austenit unabhängig von den Wiedererwärmungsbedingungen durch Neubildung und Wachsen von Austenitkeimen an den Grenzflächen Ferrit/Carbid. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen entstand dabei immer ein feines Austenitkorn.     

Kennzeichnung von Güteeigenschaften kohlenstoffarmen Stahls durch Dämpfungsmessungen

Untersuchungen über den Einfluß der Wärmebehandlung, der Kaltverformung und des Fremdatomangebotes auf den Höchstwert der Snoek-Dämpfung und der Verformungsdämpfung an 30 kohlenstoffarmen Stählen unterschiedlicher Erschmelzungs- und Vergießungsart. Zusammenhang zwischen dem Sättigungswert und dem Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt, dem Steilabfall der Kerbschlagzähigkeit und deren Verschiebung bei künstlicher Versprödung des Stahles. Beziehungen zwischen der Relaxationsstärke des Verformungsmaximums, dem Silizium- und Aluminiumgehalt.     

Verallgemeinernde Beobachtungen und Korrelationen für die Aktivitäten in binären Eisen-, Kobalt- und Nickellegierungen

Vergleich der Aktivitätskoeffizienten in unendlich verdünnter Lösung bei Gegenüberstellung von lg γ_i⁰-Werten in festen und flüssigen binären Fe-, Co- und Ni-Systemen. Beziehungen zwischen Aktivitätskoeffizienten und der Steigung der lg y_i/x_X-Kurven an ausgezeichneten Orten. Einflüsse von Atomradienverhältnissen, Elektronegativitäten und Valenzen auf die Aktivitätskoeffizienten. Korrelationen zwischen Aktivitätskoeffizienten von Legierungselementen in unendlich verdünnten Fe-, Co- und Ni-X-Systemen und den Extremwerten der Mischungswärmen, Korrelationen zwischen den Extremwerten der Mischungswärmen und Mischungsentropien sowie zwischen den Extremwerten der Mischungswärmen und Zusatzmischungsentropien.     

Einfluß unterschiedlicher Chromgehalte und eines allseitigen Druckes von 25 kbar auf das Umwandlungsverhalten von Stählen mit 0,45% C

Untersuchung über den Einfluß eines allseitigen Druckes auf den Austenitzerfall an Stählen mit 0,45% C und Chromgehalten von 1 bis 5%. Erklärungen zur Verschiebung der Umwandlungsbereiche im Zeit-Temperatur-Umwandlung-(ZTU-)Schaubild durch hohen isostatischen Druck und zu den Änderungen der Gefügebestandteile und ihrer Ausbildungsform. Zusammenhang zwischen Aktivierungsvolumina und Umwandlungsvorgängen.     

Eigenspannungen in kalt gezogenen Rohren

Durchführung von Ziehversuchen und Eigenspannungsermittlung. Eigenspannungsverteilungen über den Rohrquerschnitt für Stopfen-, Hohl- und Aufweitzug. Eigenspannungen an den Rohroberflächen in Abhängigkeit von den Ziehbedingungen und dem Werkstoff des Ziehgutes.     

Die röntgenographische Messung des Nachwalzgrades von Weißblech

Grundlegende Voraussetzungen bei der röntgenographischen Messung des Nachwalzgrades. Beschreibung eines Verfahrens zur röntgenographischen Messung des Nachwalzgrades durch Messung der (112)-Interferenzlinienverbreiterung an der Blechoberfläche und in Querschnittsmitte. Errechnung der Varianz des Netzebenenabstandes und Benutzung der Varianzendifferenz zwischen Blechoberfläche und Querschnittsmitte als Maß für den Nachwalzgrad. Betriebsversuche über den Einfluß von Bandzug und Längenänderung während des Nachwalzens auf die Varianzendifferenz. Messung der Drittelwertsbreite an der Oberfläche des nachgewalzten Bleches als einfacheres Maß für den Nachwalzgrad. Zeitaufwand der Messungen.     

Schlackenführung des SDS-Verfahrens im dolomitisch zugestellten LD-Konverter

Der Einfluß der Temperatur und der Systemkomponenten auf die Sättigungsphasen der Schlacke beim Einsatz von Dolomit wird aufgezeigt. Da eine Darstellung der SDS-Schlacke über die gesamte Blasezeit in einem System nicht möglich ist, werden die Anfangsschlacken mit Temperaturen unter 1600°C und die Endschlacken bei 1600°C getrennt beschrieben. Für beide Temperaturbereiche liegen die Schlacken in Sättigungsgebieten. Mit der Elektronenstrahlmikrosonde sind die Schlackenphasen während des Blasablaufes mineralogisch untersucht worden. Neben Merwinit und Monticellit-Kirschsteinit konnten Dicalciumferrit und Dicalciumsilikat in den Anfangs- und Magnesiowüstit, Dicalciumsilikat und Dicalciumferrit in den Endschlacken erkannt werden. Es wurde der Schlackenweg während des Blasens in den Dreistoffsystemen CaO′-SiO′₂-FeO′ und CaO′-SiO′₂-MgO′ entlang den Sättigungsflächen verschiedener Phasenräume bei der jeweiligen Temperatur dargestellt. Die Arbeitsweise mit verbleibender flüssiger Schlacke der Vorschmelze und einer veränderten Temperaturführung im ersten Drittel des Blasprozesses durch späteres Setzen von Kalk und Schrott ermöglicht die schnelle Auflösung des vor Blasbeginn zugegebenen Dolomits und damit den gleichzeitigen Bestand von MgO- und CaO-gesättigten Phasen während der ganzen Blasezeit. Der Wechsel des MgO zwischen den verschiedenen Phasen wird durch die Basizität, die Temperatur und den Eisengehalt der Schlacke bestimmt. Eine Behinderung der Kalk- und Dolomitauflösung durch Silikathüllen kann nicht beobachtet werden.     

Der Einfluß von Temperatur,Dehnungsgeschwindigkeit und Haltezeit auf das Zeitfestigkeitsverhalten von Stählen

Dauerschwingversuche mit gleichbleibenden Dehnungsausschlägen an den Stahlgußsorten G-X 22 CrMoV 12 1 und GS-22 Mo 4 sowie den Stählen 14 MoV 63 und 13 CrMo 44 bei Raumtemperatur und im Temperaturbereich 500 bis 550 °C. Ermittlung der Anrißlastspielzahl und des Verfestigungsverhaltens. Einfluß von Haltezeiten bis zu 180 min und Dehnungsgeschwindigkeiten von 0,12 bis 6%/min. Fließkurven bei Dauerschwingbeanspruchung. Spannungsabbau während der Haltezeiten. Zusammenhang zwischen den Ergebnissen aus Dehnungswechsel- und Zeitstandversuchen.     

Temperatur- und Frequenzabhängigkeit des Spannung-Dehnung-Verhaltens von Baustahl bei Wechselbeanspruchung

Wechselentfestigungsversuche am Stahl Ck 10 mit Spannungsamplituden unterhalb der Streckgrenze im Temperaturbereich ± 70°C und bei Beanspruchungsfrequenzen zwischen 0,01 und 10 Hz. Ermittlung des Einflusses der Temperatur und der Beanspruchungsfrequenz auf den Beginn und den Verlauf der Wechselentfestigung. Beobachtung einer ausgeprägten Frequenzabhängigkeit der Lastwechselzahl für den Beginn der Wechselentfestigung bei tiefen Temperaturen und/oder hohen Beanspruchungsfrequenzen. Rückgang der Frequenzabhängigkeit mit steigender Temperatur und/oder kleiner werdender Beanspruchungsfrequenz. Im Temperaturbereich über 0°C und bei einer Frequenz kleiner als 1 Hz weitgehendes Verschwinden des Temperatur- und Frequenzeinflusses auf die Lastwechselzahl für den Beginn der Wechselentfestigung. Deutung der Versuchsergebnisse auf der Grundlage thermisch aktivierbarer Prozesse, nämlich der spannungsinduzierten Diffusion von Kohlenstoffteilchenatomen an Versetzungen.     

Emissionsgradmessungen zur Verbesserung der berührungslosen Temperaturmessung an Stählen unter Berücksichtigung von Oxidationsvorgängen

Die beschriebene Versuchseinrichtung ermöglicht es, Oxidationsvorgänge an Stählen unter definierten Bedingungen vorzunehmen und dabei zugleich Emissionsgradmessungen durchzuführen. Apparative Probleme wie eine freistehende Probenhalterung und -heizung, Erzielung isothermer Meßflächen und exakte Messung ihrer Temperatur, gleichmäßige und zugleich schnell umstellbare Gasanströmung der Probe sowie Fragen der Gasaufbereitung konnten in zufriedenstellender Weise gelöst werden. Die erreichte Meßunsicherheit von ca. 5 bis 15 % erlaubt es, die Tendenzen der von einem bestimmten Gas infolge Temperatur und Zeit an verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Oberflächen bewirkten Emissionsgrad-Veränderungen aufzuzeigen. Die jeweils erzeugten Proben stehen für Analysen der gebildeten Oxide zur Verfügung. Die Auswertung der Messungen liefern sowohl die Emissionsgrade bei den Wellenlängen 0,71, 0,85, 1,0, 1,6 und 2,1 μm und den Gesamtemissionsgrad als auch die, mit den jeweiligen Strahlungspyrometern gemessenen, scheinbaren Temperaturen während der gesamten Beobachtungszeit in laufender Folge als Zahlenwerte. Für Temperaturmessungen in der betrieblichen Praxis können die Anwender aus den ermittelten Emissionsgrad-Zeitdiagrammen unmittelbar die geeignete örtliche Anordnung der Strahlungspyrometer bestimmen. Die einzustellenden Emissionsgrade können aus den Ergebnistabellen abgelesen werden. Die Ergebnisse lassen sich auch zur Beurteilung von Messungen mit Verhältnispyrometern heranziehen. Systematische Messungen an verschiedenen Stählen mit unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen in Verbindung mit Analysen und Strukturbestimmungen der Oxidfilme sollen Aussagen ermöglichen, die für die Anwendung der pyrometrischen Temperaturmessung zu erheblichen Verbesserungen führen. Die Untersuchungen der Oxidschichten werden von H. J. Grabke, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH in Düsseldorf durchgeführt. Die bisher vorliegenden Messungen an Baustahl, Kohlenstoffstahl und hochlegiertem Stahl sind im Forschungsbericht ⁹) beschrieben.     

Untersuchungen zur Oxideinschlußbildung in erstarrenden Fe-Mn-O-Schmelzen

Ergebnisse der Kristallzieh- und Kristallabsenkversuche an Fe-Mn-O-Schmelzen. Allgemeine Betrachtungen zur idealen und realen Erstarrung unter gleichzeitiger Bildung sekundärer Desoxidationsprodukte. Zyklische Einschlußbildung bei den Kristallziehversuchen. Mathematische Beschreibung der Anreicherungsvorgänge und Mengenbilanz eines Erstarrungszyklus bei den Kristallziehversuchen.     

Die spezifische Wärmekapazität von metallischen Werkstoffen. – I. Teil: Ferritische,umwandlungsfähige Stähle

Beschreibung des verwendeten adiabatischen Hochtemperaturkalorimeters. Wahre und mittlere spezifische Wärmekapazität zwischen 50 und 400 bzw. 650°C der Stähle St 35, 13 CrMo 4 4, 10 CrMo 9 10, X 20 CrMoV 12 1, 12 Ni 19 und X 8 Ni 9. Ergänzende Untersuchungen an dem ferritisch-austenitischen Stahl X 20 CrNiSi 25 4. Aufspaltung der Meßwerte in den Anteil nach Debye sowie in den anharmonischen, elektronischen und magnetischen Beitrag zur spezifischen Wärmekapazität.     

Stoffübergang zwischen Gasen und Flüssigkeiten mit natürlicher Konvektion

Überprüfung des früher abgeleiteten Ausdrucks für den Stoffüberyangskoeffizienten durch Versuche an den Systemen Eisen-Wasserstoff, Eisen-Stickstoff und Silber-Sauerstoff und Vergleich der aus den gemessenen Stoffübergangkoeffizienten berechneten Diffusionskoeffizienten der Gase im jeweiligen Lösungsmittel mit Schrifttumsangaben. Quantitative Angabe der kennzeichnenden Gröβe für die Stoff- und Wärmeaustauschvorgänge bei Flüssigkeiten mit verschwindender Prandtl-Zahl in Abhängigkeit von der Wärmestromdichte als Ursache der Strömung.     

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.     

Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf der Erstarrung in der Randzone erstarrenden Eisens

Experimentelle Bestimmung der Dicke der erstarrenden Schicht in der Randzone erstarrender 10-kg-Stahlblöcke. Messung der Temperaturprofile in Block und Kokille. Ermittlung der Wärmestromdichten an Block- und Kokillenoberfläche sowie des Koeffizienten für den Wärmeübergang zwischen Block und Kokille. Rechnerische Überprüfung der Erstarrungsgeschwindigkeit mit einer um ein Glied für den endlichen Wärmeübergang zwischen Block und Kokille erweiterten Neumannschen Lösung. Einfluß von Oberflächenbeschaffenheit, Anfangstemperatur und Wanddicke der Kokille sowie der Gießtemperatur auf Wärmeübergang und Erstarrungsgeschwindigkeit.     

Die Auswertung von Biegeversuchen zur Ermittlung der Zug-Fließkurve aus der Biege-Fließkurve

Fragen des Zusammenhangs zwischen der Biege- und der Zug-Fließkurve. Verfestigungsgesetz. Spannungsverteilung über den Querschnitt und Lage der neutralen Faser. Darstellung des Biegemoments durch eine Potenzreihe der doppelten mittleren Dehnung in Höhenrichtung. Anwendung der Beziehung von A. Nadai zur Ermittlung der Zug-Fließkurve. Begründung der Anwendbarkeit und ihrer Einschränkungen unter den tatsächlichen Spannungsund Formänderungszuständen. Vergleich mit Versuchsergebnissen an ungekerbten und gekerbten Biege- und Zugproben.     

Weltweite und regionale Wachstumstendenzen des Verbrauchs und der Herstellung von Stahl

Rückblick und Vorausschau auf die Gesamtentwicklung des Stahlverbrauchs in der ganzen Welt. Entwicklung der spezifischen Marktversorgung und der Rohstahlerzeugung in den einzelnen Ländern der Erde. Nord-Süd-Gefälle. Der spezifische Stahlendverbrauch in den Ländern der Montanunion. Verschiebung zwischen den stahlimportierenden und stahlexportierenden Ländern. Vermuteter Zuwachs der Stahlproduktion bis 1986.     

Vereinheitlichung des Rücksprunghärte-Prüfverfahrens

Erörterung der durch verschiedene Bauart und die Justierung bedingten Nachteile der heute üblichen Rücksprung-härteprüfgeräte und des Prüfverfahrens im Vergleich zu den statischen Härteprüfverfahren. Entwicklung einer neuen Bauart eines Rücksprunghärteprüfgerätes mit quadratischer Fallbahn für Prüfkugeln verschiedener Durchmesser aus Hartmetall, mit elektromagnetischer Auslösevorrichtung und elektronischer Anzeigeeinrichtung. Rücksprunghärtemessungen mit dem neuen Gerät an unlegierten Stählen verschiedener Härte und an einer Kaltwalze. Aufstellung einer Härtevergleichstafel für die Beziehung zwischen Rücksprunghärte und Vickershärte (HV 10). Bewertung des neuen Verfahrens im Vergleich zu den statischen Härteprüfverfahren.     

Der Sauerstoff als Beurteilungsmaßstab für den Reinheitsgrad und den Widerstand gegen Grübchenbildung von Wälzlagerstahl

Untersuchungen über den Einfluß des Sauerstoffgehaltes und des Gehaltes an nichtmetallischen Einschlüssen auf den Widerstand gegen Grübchenbildung (Lebensdauer) im Kugellaufversuch an Proben aus rd. 65 Schmelzen von Wälzlagerstahl mit rd. 1% C und 1,5% Cr. Berechnung der linearen Korrelationskoeffizienten zwischen diesen Größen. Korrelationsrechnungen unter Annahme einer Weibull-Verteilung. Folgerungen über den Grad der Gleichwertigkeit beider Maßstäbe (Sauerstoffgehalt und Gehalt an nichtmetallischen Einschlüssen) für die Beurteilung des Reinheitsgrades und der Lebensdauer bei Wälzbeanspruchung.     

Kinetik der Prozeßschritte bei der Stahlherstellung

Stahlherstellungsprozesse verlaufen hauptsächlich in dispergierten Metall-Schlacke-Gas-Systemen. Die kinetische Beschreibung solcher Prozesse umfaßt vier Teilbereiche: Mikrokinetik an einzelnen Teilchen, Tropfen und Blasen; Mechanismus der Dispergierung, dispergierte Mengen an Teilchen, Tropfen bzw. Blasen, Verteilungsfunktionen der Abmessungen und der Verweilzeiten der dispergierten Mengen; Kombination der Mikrokinetik mit den dispergierten Mengen, um die Makrokinetik und damit den Gesamt-Stoffumsatz zu erhalten; großräumige Mischungsphänomene. Die Arbeit referiert den gegenwärtigen Stand der Kenntnis bei der Beschreibung der Prozeßschritte der einzelnen Bereiche. Zwei Beispiele, nämlich die Extraktion von CO₂ aus Wasser mit Luftblasen als Modellreaktion, und die Entphosphorung von phosphorreichem Roheisen beim LDAC-Verfahren über die in der Schlacke emulgierten Metalltropfen zeigen, wie man Raffinationsprozesse in dispergierten Systemen beschreiben kann.