Gleichgewichtsuntersuchungen im System Eisen–Mangan–Sauerstoff

Überprüfung der Gleichgewichte zwischen der flüssigen Oxidphase und Eisen. Bestimmung der Zusammensetzung der sättigenden festen Mischkristalle. Bestimmung der Ausscheidungsfläche der (Fe, Mn)O-Mischkristalle im System Fe–Mn–O. Untersuchung der Metall-Schlacke-Gleichgewichte. Entwurf des Dreistoffsystems Eisen–Mangan–Sauerstoff bis zu einem Massengehalt des Sauerstoffs von etwa 28%.     

Untersuchungen zum System Kalk–Eisen–Sauerstoff

Ermittlung des Liquidusbereiches der Kalksättigung im System Fe–O–CaO im Temperaturbereich 1150 bis 2050 °C durch Versuchsschmelzen mit Kalk-Eisenoxid-Schlacken in einem aus reinem Calciumcarbonat isostatisch gepreßten und bei 1650 °C gesinterten Kalktiegel. Aussagen zum Einfluß des Sauerstoffpartialdrucks auf die Phasengleichgewichte und auf das Lösungsvermögen der Schlacken für Kalk. Mikroskopische Gefügeuntersuchung der abgeschreckten Schlacken zur Abgrenzung der Kalksättigung gegenüber der Dicalciumferritsättigung. Erörterung des Einflusses der Temperatur auf die Schwefelverteilung zwischen Schlacke und Bad.     

Die Gleichgewichte des Systems Eisen–Kohlenstoff–Sauerstoff im Temperatur- und Konzentrationsbereich des flüssigen Stahls und ihre Beeinflussung durch Phosphor,Mangan und Schwefel

Gleichgewichtskonstanten und Wechselwirkungsparameter im System Fe–C–O–X. Versuchsdurchführung. Ergebnisse und Auswertung der Versuche für das Dreistoffsystem. Der Einfluß von Phosphor, Mangan und Schwefel auf die Aktivität von gelöstem Sauerstoff und Kohlenstoff. Zuordnung der Kohlenstoff-Sauerstoff-Konzentration in zeichnerischer Darstellung und Einfluß des Oasdruckes. Verschiebung der Kurvenlage durch zusätzliche Legierungselemente.     

Reduktionsgleichgewichte im System Fe–F2O3–CaO oberhalb 1050 °C

Umfangreiche Schrifttumsauswertung der Reduktionsgleichgewichte von Kalkferriten im System Eisen-Hämatit-Calciumoxid und Darstellung der Ergebnisse in Ig (pCO₂/PCO)-1/T-Diagrammen. Unter Verwendung neuester Daten über die Schmelzgleichgewichte des Systems Fe–Fe₂O₃–CaO Extrapolation auf die Reduktionsgleichgewichte des flüssigen Zustandes.     

Die Phosphorgehalte im Eisen unter Schlacken des Systems CaO–FeOn–P2O5–SiO2 bei 1600°C

Phosphorgehalte im flüssigen Eisen bei entmischten silikophosphatgesättigten Schlacken. Schaubild für die Phosphorgehalte des Eisenbades im System Fe–CaO–FeO_n–P₂O₅–SiO₂. Einfluβ der Kieselsäure auf das Gleichgewicht der Entphosphorung. Metallurgische Betrachtungen über die Phosphorgehalte im Eisen unter phosphatischen Stahlwerksschlacken.     

Schmelzgleichgewichte im System FeO–Fe2O3–CaO

Kritische Erörterung von Schrifttumsangaben über den Verlauf der Schmelzgleichgewichte im Zustandsschaubild FeO–Fe₂O₃–CaO. Beschreibung eigener Versuche zur Ermittlung des Verlaufs der Liquidusflächen und der Linien doppelter Sättigung. Nachweis der Gültigkeit des quasibinären Schnittes Eisen-Dicalciumferrit mit Angaben über das ternäre Eutektikum und ternäre Peritektikum. Geschlossene Darstellung der Schmelzgleichgewichte des ternären Zustandsschaubildes.     

Pulvermetallurgische Beiträge zu den Dreistoffsystemen Eisen–Wolfram–Kohlenstoff und Eisen–Molybdän–Kohlenstoff

Ausgangsstoffe und Arbeitsverfahren. System Fe–W–C; Abgrenzung gegen hohe Kohlenstoffgehalte; Entstehung des Doppelkarbids; Schmelzfläche; Verteilung der festen Phasen; Dreiphasendreiecke. System Fe–Mo–C; Abgrenzung; Bildung des Doppelkarbids; Schmelzfläche; Verteilung der festen Phasen; Dreiphasendreiecke; Bildung des Fe₂MoC.     

Ausscheidungsreaktionen im System Eisen–Mangan

Ermittlung der Gleichgewichtsverhältnisse im System Eisen–Mangan im Temperaturbereich zwischen 780 und 800 °C bei Stoffmengengehalten an Mangan (Mangangehalten in Atom-%) bis zu 8%. Kinetik der Ausscheidungen aus übersättigten α- und γ-Mischkristallen in eisenreichen Legierungen des Systems Eisen–Mangan. Ermittlung der Mengenfunktionen nach dem zweidimensionalen Punktverfahren und Auswertung nach Johnson-Mehl und Austin-Rickett. Untersuchung der in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlich ablaufenden Ausscheidung aus martensitischem Ausgangsgefüge. Vergleich der Ausscheidungsverhältnisse mit denen im System Eisen–Nickel.     

Beitrag zur Untersuchung der kobaltreichen Ecke im System Kobalt–Chrom–Wolfram–Kohlenstoff

An Legierungen aus der kobaltreichen Ecke des Vierstoffsystems Kobalt–Chrom–Wolfram–Kohlenstoff mit entweder 0,6 oder 1,0% C Untersuchung der bei isothermischen Schnitten bei 700 und 1050 °C auftretenden Phasen und ihrer Zusammensetzung. Aufstellung von Zustandsschaubildern, Gefügeschaubildern sowie Angaben über den Verlauf der Linien gleicher Härte in den Zustandsschaubildern.     

Untersuchungen zum Mangan-Sauerstoff-Gleichgewicht im flüssigen Eisen bei 1600 °C

Ermittlung von Gleichgewichtsbeziehungen zwischen Mangan und Sauerstoff in flüssigem Eisen bei Gehalten von 0,4 bis 1% Mn über EMK-Messungen mit einem Zirkondioxid-Festelektrolyten und einer Chrom-Chromoxid-Vergleichselektrode der Konzentrationskette Pt | Cr, Cr₂O₃ ‖ ZrO₂ · CaO ‖ [O]_Fe | Fe. Überprüfung der Brauchbarkeit der verwendeten Meßzelle. Bestimmung der freien Standardenthalpie der Reaktion 1/2 {O₂} ? [O] sowie des Aktivitätskoeffizienten γ⁰_o im System Eisen–Sauerstoff. Berechnung der freien Standardenthalpie der Reaktion (FeO)_ι + [Mn] ? (MnO)_ι + Fe aus den Meßergebnissen zu ΔG⁰ = – 8,6 ± 1,3 kcal/mol und Erörterung über die Abweichungen zu im Schrifttum angegebenen ΔG⁰-Werten.     

Phasengleichgewichte des Schnittes FeOn–CaO im Dreistoffsystem FeO–Fe2O3–CaO bei Eisensättigung

Überprüfung der Schmelzgleichgewichte des Dreistoffsystems FeO–Fe₂O₃–CaO auf der wüstitreichen, eisengesättigten Seite des Systems. Angaben über die Ergebnisse der thermischen Analysen, isothermen Halteversuche und mikroskopischen Untersuchungen. Aussagen über den quasibinären Schnitt Eisen-Kalkferrit bei Temperaturen unter 1150 °C sowie über den quasibinären Schnitt Calciowüstit-Kalk über 1150 °C.     

Schmelzgleichgewichte im System Eisen–Silicium–Calcium

Beschreibung der binären Randsysteme des Systems Eisen–Silicium–Calcium. Untersuchung der Erstarrungsgleichgewichte im Dreistoffsystem mit Hilfe der thermischen Analyse und durch Deutung von Gefügebildern. Schematische Darstellung der Zustandsänderungen an einem vergleichbaren System unter besonderer Berücksichtigung der Wirkung einer von einem Randsystem ausgehenden, weit in das Dreistoffsystem hineinreichenden Mischungslücke. Entwurf des Zustandsschaubildes Eisen–Silicium–Calcium aus den Ergebnissen zum Verlauf der Primärausscheidungsflächen und der Raumkurven doppelter Sättigung. Festlegung der Temperaturen und Konzentrationen der Vierphasenebenen sowie der zugehörigen quasibinären Schnitte.     

Ausscheidungsreaktionen im System Eisen–Nickel

Kinetik der Ausscheidungen aus übersättigten α- und γ-Mischkristallen in eisenreichen Legierungen des Systems Eisen–Nickel. Ermittlung der Mengenfunktionen nach dem zweidimensionalen Punktverfahren und Auswertung nach Johnson-Mehl und Austin-Rickett. Licht- und elektronenmikroskopische Ermittlung der Morphologie der Ausscheidungen. Untersuchung der in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlich ablaufenden Ausscheidung aus martensitischem Ausgangsgefüge.     

Untersuchung zum Ablauf der Entschwefelungsreaktion zwischen kohlenstofffreiem Eisen und FeOn-Al2O3-Schlacken bei 1600°C

Entwicklung einer Versuchsvorrichtung. Aufnahme von Konzentration-Zeit-Kurven im System Fe–Al–S–O Auswertung der Versuchsergebnisse nach der Zwei-Film-Theorie. Ermattung des geschwindigkeitsbestimmenden Teilschrittes. Erörterung des gefundenen Zeitgesetzes. Überlegungen zum Ablauf der eigentlichen Reaktion.     

Die Eisenecke des Vierstoffsystems Eisen–Wolfram–Chrom-Kohlenstoff bei 700 °C

Dreistoffsysteme Fe–C mit Carbidbildnern. Erörterung der Arbeiten von K. Kuo. Vierstoffsysteme mit zwei Carbidbildnern. Pulvermetallurgische Herstellung von Legierungen. Veränderungen der temären Phasengleichgewichte durch das vierte Element. Aufstellung des Vierstoffsystems. Überprüfung der Drei- und Vierphasenräume mittels magnetischer Messungen, Gefüge- und Röntgenuntersuchung. Beschreibung der erhaltenen Drei- und Vierphasenräume des Vierstoffsystems. Schnitte gleichen Kohlenstoffgehalts.     

Berechnung der Gleichgewichtszusammensetzungen und Rußgrenzen im System C–CH4–H2–CO–H2O–CO2

Rechenprogramm zur Ermittlung der thermodynamischen Gleichgewichte im System C–CH₄–H₂–CO–H₂O–CO₂. Hinweise auf die Anwendungsmöglichkeiten der Rechnungen, und zwar auf die Kohlevergasung, auf die Spaltung von Kohlenwasserstoffen zur Reduktionsgaserzeugung, auf Oxidations- und Reduktionsvorgänge oder auf Ent- und Aufkohlungsreaktionen. Berechnung der Gleichgewichtszusammensetzungen in der Gasphase, der Rußgrenzen und der Aktivitäten von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in Abhängigkeit von Temperatur und Gesamtdruck. Erörterung des Verlaufs der Rußgrenzen mit Hilfe der Gleichgewichte für den Methanzerfall und die Boudouard-Reaktion.     

Der Einfluß des Magnesiumoxyds auf die Gleichgewichte im System Fe–CaO–FeOn–SiO2 und auf die Schwefelverteilung bei 1600 °C

Entwurf des Schlackenzustandsschaubildes CaO–FeO_n–SiO₂–MgO. Überprüfung dieses Modells durch Versuche. Darstellung der Sättigungsflächen. Mikroskopische Untersuchungen der Schlacken. Verteilung des Schwefels zwischen Schlacke und Eisenbad. Einfluß geringer Magnesiumoxydgehalte auf die Schwefelverteilung.     

Einfluß verschiedener Legierungselemente auf die Größe des γ-Raumes im System Eisen–Chrom–Kohlenstoff

Das ?Chromäquivalent? als Maß für die Stärke des Legierungseinflusses. Phasenraumanordnung in einem Vierstoffsystem. Herstellung zweidimensionaler und dreidimensionaler Schnitte eines Vierstoffsystems. Anwendung der Überlegungen bei den Untersuchungen im Bereich der Eisenecke des Systems Eisen–Chrom-Kohlenstoff–Molybdän.     

Der Eisenoxydapatit im Zustandsschaubild Fe–FeOn–CaO–P2O5

Schmelzversuche in Kalziumphosphattiegeln im Bereich von 1300 bis 1550 °C zur Einstellung der Sättigungen an 3 CaO · P₂O₅, 4 CaO · P₂O₅ und Eisenoxydapatit. Ermittlung des Beständigkeitsbereiches des Eisenoxydapatites. Festlegung wesentlicher Punkte der Mischungslücke. Mikroskopische Untersuchung der Schlackengefüge erstarrter Schmelzen. Elektronenstrahl-Mikroanalyse zur Festlegung des Mischkristallbereiches sowie zur Aufstellung einer Bruttoformel für den Eisenoxydapatit.     

Untersuchungen im Dreistoffsystem Eisen (II)-oxid–Chrom(III)-oxid–Tonerde

Schrifttumsübersicht über die beteiligten Randsysteme. Klärung der Frage, welche Fassung des Zustandsschaubildes Eisen(II)-oxid–Tonerde zutreffend ist, mit Hilfe von Schmelzen im Tonerdetiegel. Ermittlung des Schmelzpunktes des Hercynits. Sättigungsisothermen eisen(II)-oxidreicher Schlacken an Hercynit. Untersuchung des quasibinären Schnittes Hercynit–Chromit mit Röntgenfeinstruktur- und Mikrosondenmessungen. Entwurf des Zustandsschaubildes FeO–Cr₂O₃–Al₂O₃.