Die Aktivität des Sauerstoffs in reinen und mangan-, titan-oder borhaltigen Eisenschmelzen

Einsatz der Festelektrolytzellen PtRh-Luft || stabilisiertes ZrO₂ || Eisenschmelze-festes Eisen und Ir-H₂O, H₂ || stabilisiertes ZrO₂ || Eisenschmelze-festes Eisen zur Bestimmung der Sauerstoffaktivität in reinen und mangan-, titan- oder borhaltigen Eisenschmelzen bei 1600 °C. Ermittlung des Aktivitätskoeffizienten des Sauerstoffs und der Wirkungskoeffizienten der Elemente Mangan, Titan und Bor aus dem Vergleich der elektrochemisch gemessenen Sauerstoffaktivitäten und der durch die Analyse bestimmten Sauerstoffgehalte der Schmelzen.     

Die Aktivität des Sauerstoffs in phosphorhaltigen Kupfer- und Nickelschmelzen

EMK-Messungen an Festelektrolytzellen des Typs Pt, Luft II ZrO₂ (+ CaO) II Meta Ilschmelze zur Ermittlung der Sauerstoffaktivität in phosphorhaltigen Kupfer- oder Nickelschmelzen bei Phosphorgehalten bis 2%. Beschreibung der Abhängigkeit des Aktivitätskoeffizienten des Sauerstoffs vom Phosphorgehalt der Metallschmelzen durch Polynome vierten Grades am Beispiel von Kupferschmelzen bei 1 150 und 1600 °C. Angabe der Sauerstoffpartialdrücke in phosphorhaltigen Kupferschmelzen. Darstellung des Einflusses des Phosphors auf die Sauerstoffaktivität in Nickelschmelzen.     

Die Sauerstoffpermeabilität von Festelektrolyten und ihr Einfluß auf die elektrochemische Aktivitätsbestimmung des Sauerstoffs in Gasen und Metallschmelzen

Messung der Sauerstoffpermeabilität in den Festelektrolyten stabilisiertes Zirkonoxid, Mullit und Aluminiumoxid. Angaben über das Auftreten von Diffusionsschichten an den Phasengrenzen. Deutung der Permeabilität über den Leitungsmechanismus in den Festelektrolyten. Einfluß der Diffusionsschichten auf die elektrochemische Bestimmung der Sauerstoffaktivität.     

Einfluß des Sauerstoffs auf die Ausbildung von Aluminiumoxiden in Eisenschmelzen

Die Ausbildung und Beeinflussung von Aluminiumoxiden bei Reoxidation wurden in Laborschmelzen mit einer kombinierten Sauerstoff-Meß- und Dosierzelle untersucht. Die Konzentrationsgrenzen und die Stoffstromdichten, die für die Bildung bestimmter Einschlußformen bestimmend sind, wurden in vordesoxidierten Proben ermittelt. Zusätzlich wurde das Verhalten bei veränderlichen Sauerstoffstromdichten und bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit Sauerstoff und reinem Aluminium von gegenüberliegenden Seiten aus untersucht. Aus den generellen Richtungen der Stoffströme darf möglicherweise nicht auf die örtlich aktuellen Stoffströme geschlossen werden, da bestimmte Einschlußformen an zunächst nicht erwarteten Stellen, aber reproduzierbar, auftraten. Grenzflächenaktive Wirkung des in Eisen gelösten Sauerstoffs ist als Ursache nicht auszuschließen. Umbildungen in der Morphologie oder Auflösungen von schon gebildeten Phasen fanden – zumindest unter den hier vorliegenden Versuchsbedingungen – nicht statt, wohl aber Neubildungen an anderen Orten nach der bekannten Abfolge der Einschlußbildung.     

Die Aktivität des Eisenoxyds in FeO-MgO-SiO2-Schlacken bei 1600°C

Berechnung der Aktivität des Eisenoxyds in kieselsäuregesättigten Schlacken. Ermittlung der Aktivität des Eisenoxyds auf der Soliduslinie für an Magnesiumoxyd und an Kieselsäure gesättigte Schhcken. Abschätzung der Aktivität des Eisenoxyds im flüssigen Bereich des Systems FeO–MgO–SiO₂.     

Aktivität des Eiseni(ll)-oxids in Schlacken

Elektrochemische Aktivitätsbestimmung des Eisen(ll)-oxids in den Systemen FeO–SiO₂, FeO–MnO–SiO₂ und FeO–CaO–SiO₂ im Temperaturbereich von 1250 bis 1350 °C durch Messung der Sauerstoffaktivität einer mit der flüssigen Schlacke im Gleichgewicht stehenden Silberschmelze mit Hilfe eines ZrO₂(CaO)-Festelektrolyten. Ermittlung der freien Standardenthalpie der Reaktion Fe(γ) + 1/2 O₂ (g) = FeO (I). Erörterung über das Oxydationsvermögen von Schlacken sowie über die Möglichkeiten zur Berechnung der Basizität von Schlacken.     

Äquivalente Wirkung von Zusatzelementen auf Löslichkeit,Aktivität und Aktivitätskoeffizienten des Stickstoffs in eisenreichen Schmelzen

Bisher im Schrifttum angewandte Verfahren zur Ermittlung der Löslichkeit und Aktivität des Stickstoffs in Mehrstoffschmelzen. Vorbereitende Auswertung der Meßergebnisse des Schrifttums. Äquivalenzverfahren I. Äquivalenzverfahren II. Vergleich der Äquivalenzverfahren mit der Sherman-Chipman-Methode. Auswertung von Betriebsergebnissen nach dem Äquivalenzverfahren II.     

Äquivalente Wirkung von Zusatzelementen auf Löslichkeit,Aktivität und Aktivitätskoeffizienten des Stickstoffs in eisenreichen Schmelzen

Einfluß der Legierungselemente auf die Löslichkeit und den Aktivitätskoeffizienten des Stickstoffs in Eisenschmelzen. Äquivalentes Verhalten der Zusatzelemente im System Fe–N–X_i. Definition des äquivalenten Kohlenstoffgehaltes als Bezugsgröße. Beziehung zwischen Äquivalenzfaktor und Wirkungsparameter. Deutung und Grenzen der Systematik. Äquivalentes Verhalten in der molaren Auswertung.     

Ermittlung der Aktivität des Kohlenstoffs im System Eisen–Chrom–Kohlenstoff mittels des Diffusionsverfahrens

Beschreibung des Diffusionsverfahrens als Möglichkeit zur Ermittlung von Aktivitätskoeffizienten und seiner besonderen Vorteile. Herstellung von Diffusionspaaren aus Eisen-Chrom-Kohlenstoff-Legierungen und weitgehend entkohltem Reineisen. Aufnahme von Konzentrations-Weg-Kurven und Ermittlung des Wirkungsparameters. Beeinflussung des Diffusionskoeffizienten von Kohlenstoff in Eisen durch Chrom.     

Äquivalente Wirkung von Zusatzelementen auf Löslichkeit,Aktivität und Aktivitätskoeffizienten des Schwefels in eisenreichen Drei- und Mehrstoff-Legierungen bei 1600 °C

Einfluß der Legierungselemente auf die Löslichkeit und den Aktivitätskoeffizienten des Schwefels in eisenreichen Fe-S-X_i-Schmelzen. Äquivalentes Verhalten der Zusatzelemente in Fe-S-X_i-Schmelzen. Beziehung zwischen Äquivalenzfaktor und Wirkungsparameter. Äquivalentes Verhalten der Legierungselemente in Fe-S-X₁-X₂- … X_n-Schmelzen: Äquivalenzverfahren I, Äquivalenzverfahren II, Erörterung der Versuchsergebnisse des Schrifttums. Deutung und Grenzen der neuen Verfahren.     

Die Porosität und Hydrophilie des Rostes von niedriglegierten Stählen

Gewichtsmessungen, Röntgenuntersuchungen, Ermittlung der spezifischen Oberfläche und der Porenverteilung an Rostsorten verschiedener niedriglegierter Stähle bei unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten. Ermittlung der Kapillarstruktur des Rostes aus den Isothermen der Feuchtigkeitsadsorption. Beurteilung der physikalisch-chemischen Oberflächeneigenschaften des Rostes unter Berücksichtigung der als Kosinus des in Wasser gemessenen Kontaktwinkels Wasser/Rost/Luft ausgedrückten Benetzbarkeit. Berücksichtigung der chemischen Kondensation neben der Kapillarkondensation und der Kondensation durch Adsorption.     

Phosphid-Eutektikum in molybdänlegiertem Manganhartstahl

Untersuchungen mit dem Licht- und dem Elektronenmikroskop und mit der Elektronenstrahlmikrosonde über die morphologische Beschaffenheit und die chemische Zusammensetzung des Phosphid-Eutektikums in einem Manganhartstahl mit rd. 1,3% C, 13% Mn, 0,06% P und 2% Mo und über die Änderung jener Eigenschaften während eines Lösungsglühens bei 1100 °C mit Halten bis zu 48 h. Vergleich der Meßergebnisse mit den Ergebnissen einer nach Modellüberlegungen angestellten Rechnung.     

Die Sauerstofflöslichkeit in unterkühlten Eisenschmelzen

Schrifttumsangaben zur Unterkühlung von Eisenschmelzen. Eigene Untersuchungen zur Unterkühlung von reinen Eisenschmelzen: Einfluß von Schlacke und Tiegelwerkstoff auf die Unterkühlung. Zusammenhang zwischen Abkühlungsgeschwindigkeit und Betrag der Unterkühlung. Festlegung der kritischen Überhitzungstemperatur. Die Beziehung zwischen der Unterkühlungstemperatur und dem Sauerstoffgehalt der Eisenschmelze. Beeinflussung der Unterkühlung durch Mangan, Silizium und Aluminiumzusätze.     

Festelektrolytzellen mit gasförmigen Vergleichselektroden zur Messung der Sauerstoffaktivität in Eisenschmelzen

Kritische Überprüfung des Anwendungsbereichs von stabilisiertem Zirkonoxid, Mullit und Magnesiumoxid in einer Festelektrolytzelle mit Luft als Sauerstoffvergleichspotential. Nachweis der Sauerstoffdurchlässigkeit fester Elektrolyte und der Ausbildung von Sauerstoffdiffusionsschichten an der Phasengrenze Festelektrolyt/Eisenschmelze. Voraussetzungen für eine korrekturfreie elektrochemische Sauerstoffbestimmung in Eisenschmelzen bei Verwendung von gasförmigen Sauerstoffvergleichspotentialen.     

Die Kinetik der Nitrierung von Eisen in Abhängigkeit von der Sauerstoffaktivität des Gases

Untersuchungen der Oberflächenreaktion bei der Nitrierung von Eisen im Temperaturbereich zwischen 700 und 1000 °C durch Messungen des elektrischen Widerstands von Eisenfolien in der Durchströmungsapparatur. Nitrierung in Stickstoff und Denitrierung in Argon mit Zusätzen von Wasser und Wasserstoff. Hemmung der Nitrierung durch adsorbierten Sauerstoff in einem Bereich von Temperatur und Sauerstoffaktivität, in dem thermische Ätzung (Facettierung) auftritt. Ermittlung der Geschwindigkeitsgleichung für die Nitrierung bei Sauerstoffhemmung.     

Das Lösungsverhalten des Sauerstoffs in Nickelbasisschmelzen

Messung der Sauerstoffaktivität in binären Nickelschmelzen mit Zusätzen an Aluminium, Chrom, Kohlenstoff, Mangan, Molybdän, Silicium, Titan, Vanadin oder Wolfram mit Hilfe von ZrO₂(CaO)-Festelektrolytzellen bei 1600 °C. Probenahme und analytische Bestimmung der Gehalte an Sauerstoff und Legierungselement. Beschreibung der Abhängigkeit der Aktivitätskoeffizienten Ig f_O vom Gehalt an Legierungselement durch Gleichungen 1. oder 2. Grades.     

Messung der Grenzflächenspannung von Eisenschmelzen mit dem Verfahren des hängenden Tropfens

Erleichterung des Ermittlungsverfahrens der Grenzflächenspannung von Metallschmelzen durch neue Tafeln für die Abhängigkeit des relativen Formparameters vom Radienquotienten. Einfluß der Meßgenauigkeit auf den Wert der Grenzflächenspannung. Hinweise für eine optimale Arbeitsweise. Beschreibung der Versuchsapparatur, -durchführung und -auswertung. Messung der Grenzflächenspannung zwischen Reineisen und einer Argonatmosphäre in Abhängigkeit von der Temperatur und Beschreibung durch ein Ausgleichpolynom. Berechnung spezifischer und molarer Grenzflächenzustandsfunktionen.     

Der Einfluß von Zusatzelementen auf die Aktivität des Schwefels in kohlenstofffreiem und kohlenstoffhaltigem Eisen bei 1550°C

Direkte Ermittlungen des Einflusses von Aluminium, Kohlenstoff, Chrom, Mangan, Zinn, Phosphor und Silizium auf die Schwefelaktivität im flüssigen Eisen bei 1550°C über schwefelhaltige Blei- und Bleidampfphasen. Darstellung der Aktivitätskoeffizienten des Schwefels für die Systeme Fe–S–X und Fe–S–X₁–X₂. Aussagen zur Änderung der Schwefellöslichkeit in kohlenstoffgesättigtem Eisen durch Siliziumzugabe. Vergleich der Versuchsergebnisse mit Ergebnissen nach anderen Auswertungsverfahren zur Berechnung von Aktivitätskoeffizienten in Vielstoffsystemen.     

Beitrag zur chemischen Aktivität der Elemente Phosphor,Schwefel, Silizium,Kupfer und Chrom in flüssigen kohlenstoffgesättigten Eisenlösungen

Ableitung einer Gleichung zur Berechnung der Aktivitätskoeffizienten eines Stoffes in Abhängigkeit von der Konzentration in kohlenstoffgesättigtem Eisen. Untersuchung der Löslichkeit von Phosphor und Schwefel zur Ermittlung der Aktivitätskoeffizienten. Vergleich der Ergebnisse mit den Rechenwerten. Auswertung von Schrifttumsangaben über die Systeme Eisen—Silizium—Kohlenstoff, Eisen—Kupfer—Kohlenstoff und Eisen—Chrom—Kohlenstoff und Vergleich des gemessenen und berechneten Zusammenhangs zwischen Aktivitätskoeffizient und Konzentration.     

Thermodynamik der Auflösung des Sauerstoffs in Fe-Co-, Fe-Ni-, Fe-Cu- und Co-Ni-Schmelzen

EMK-Messungen an Sauerstoffzellen der Form Luft / stabilisiertes Zirkonoxyd / sauerstoffhaltige Metallschmelze. Die EMK-Differenzen binärer Fe-Co-, Fe-Ni-, Fe-Cu- und Co-Ni-Schmelzen im Konzentrationsbereich von 0 bis 100% gegenüber den jeweiligen reinen Metallschmelzen gleichen Sauerstoffgehalts. Berechnung der Änderungen der Freien Enthalpie der Reaktion 1/2 {O₂} [O]_Metall und der Wirkungsparameter f_O^(x) für die angegebenen binären Metallschmelzen bei 1600°C. Die Enthalpie- und Entropieänderung der Auflösung des Sauerstoffs in Fe-Co- und Fe-Ni-Schmelzen bei 1450 bis 1750°C.